中考物理二轮专题复习专题08 压强(含解析)
展开考点一:压强
选择题
1.(2021·贵州中考真题)如图所示,水平桌面上物重分别为60N、50N的甲,乙两物体,由跨过定滑轮的轻绳相连,在20N的水平拉力F作用下,两物体均做匀速直线运动,滑轮到两物体的轻绳均水平,且轻绳对乙物体的拉力大小为5N,忽略滑轮自重及滑轮与绳间摩擦,下列分析正确的是( )。
A.乙所受到的摩擦力为0;
B.甲对地面的压力大小为60N;
C.地面对甲的摩擦力大小为10N;
D.竖直墙面受到的拉力大小为20N
【答案】C。
【解析】A.乙做匀速直线运动,乙所受到的摩擦力等于绳子的拉力大小为5N,故A错误;
B.甲在水平地面上,甲对地面的压力为 SKIPIF 1 < 0
故B错误;
C.甲做匀速直线运动,由受力分析得,地面对甲的摩擦力大小为
SKIPIF 1 < 0 ;故C正确;
D.竖直墙面受到的拉力大小等于两段绳子的拉力大小10N,故D错误。故选C。
2.(2021·四川攀枝花市)下列物理量最接近实际的是( )。
A.中学生百米跑成绩约14s;
B.体考用实心球的重力约200N;
C.中学生的手掌宽度约50cm;
D.物理课本放在桌面上对桌面的压强约为1Pa
【答案】A。
【解析】A.中学生百米赛跑的成绩约为14s,故A符合实际,符合题意;
B.体考用实心球的重力约20N,故B不符合实际,不符合题意;
C.中学生手掌的宽度约为8cm,故C不符合实际,不符合题意;
D.物理课本的质量约为250g,重力约为2.5N,长约为25cm,宽约为20cm,和桌面的接触面积约为 SKIPIF 1 < 0
物理课本对桌面的压强约为 SKIPIF 1 < 0
故D不符合实际,不符合题意。故选A。
3.(2021·内蒙古中考真题)某科技小组用如图所示装置探究“物体处于平衡状态时支持力跟拉力的关系”,他们将调好的电子秤放置在水平桌面上,把一个边长为10cm、质量为1.6kg的正方体合金块放置在电子秤托盘中央,合金块系有细线,用数字测力计沿竖直方向向上拉合金块,下列判断正确的是( )。(g取10N/kg)
A.合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力是一对平衡力;
B.当数字测力计拉力为4N时,合金块在两个力的作用下平衡;
C.当数字测力计拉力为4N时,合金块受到电子秤的支持力为20N;
D.当数字测力计拉力为14.5N时,合金块对电子秤产生的压强为1.5×102Pa
【答案】D。
【解析】A.合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误;
BC.合金块的重力G=mg=1.6kg SKIPIF 1 < 0 10N/kg=16N
当数字测力计拉力为4N时,合金块受三个力,重力、拉力、支持力,三个力平衡,合金块受到电子秤的支持力为F支=G-F拉=16N-4N=12N
故BC错误;
D.当数字测力计拉力为14.5N时,合金块受到电子秤的支持力
F支′=G-F拉=16N-14.5N=1.5N
合金块对电子秤产生的压力和电子秤对合金块的支持力为相互作用力,大小相等,即F压= F支′=1.5N
合金块的底面积S=a2=(0.1m)2=0.01m2
合金块对电子秤产生的压强为p= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 =1.5×102Pa
故D正确。故选D。
4.(2021·黑龙江中考真题)下列物理量最接近实际的是( )。
A.教室的棚顶高度约为5m;
B.骑自行车的速度约为30m/s;
C.一般洗澡水的温度约为40℃;
D.人双脚站立时对地面压强约为1.2×105Pa
【答案】C。
【解析】A.教室的棚顶高度约为3m,故A不符合题意;
B.骑自行车的速度约为5m/s,故B不符合题意;
C.一般洗澡水的温度约为40℃,故C符合题意;
D.人双脚站立时对地面压强约为
SKIPIF 1 < 0
故D不符合题意。故选C。
5.(2021·黑龙江齐齐哈尔市)下列物理现象中,说法正确的是( )。
A.连通器各部分中的液面高度总是相同的;
B.在医院的手术室,病房中经常用紫外线灯来灭菌;
C.悬挂着的吊灯受到重力和吊灯对吊线的拉力是一对平衡力;
D.骆驼的脚掌宽大,能轻松地在沙漠中行走,是利用增大受力面积来减少压力
【答案】B。
【解析】A.连通器里装着同种液体,静止时,各部分中的液面高度是相同的,故A错误;
B.在医院的手术室,病房中经常用紫外线灯来灭菌,利用紫外线杀菌,故B正确;
C.悬挂着的吊灯受到重力这个力的受力物体是吊灯,和吊灯对吊线的拉力,受力物体是吊线,物体不同,且方向相同,故不是平衡力,故C错误;
D.骆驼的脚掌宽大,能轻松地在沙漠中行走,是利用增大受力面积来减少压强,故D错误。故选B。
6.(2021·新疆中考真题)如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为2000Pa;将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强为3000Pa。则图甲中砖块对水平地面的压强为( )。
A.2250PaB.2400PaC.2500PaD.2750Pa
【答案】B。
【解析】观察图甲可知,这是一个质地均匀的长方体砖块,设这个长方体砖块的高度是h,密度是 SKIPIF 1 < 0 ,那么图甲中砖块对水平地面的压强 SKIPIF 1 < 0
再观察图乙,设上面的边长是 SKIPIF 1 < 0 ,下面的边长是 SKIPIF 1 < 0 ,高度还是h,密度还是 SKIPIF 1 < 0 ,这砖块往里面的那条边长是 SKIPIF 1 < 0 ,则图乙中砖块体积 SKIPIF 1 < 0
图乙中砖块的质量 SKIPIF 1 < 0
图乙中砖块的重力 SKIPIF 1 < 0
图乙中砖块对水平地面的压力 SKIPIF 1 < 0
图乙中砖块与水平地面的接触面积 SKIPIF 1 < 0
那么根据 SKIPIF 1 < 0 可知,图乙中砖块对水平地面的压强
SKIPIF 1 < 0
同理,图丙中砖块对水平地面的压强
SKIPIF 1 < 0
两个压强相比可得 SKIPIF 1 < 0
可设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
再把两个压强相减可得
SKIPIF 1 < 0
代入数据解得 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0
图甲中砖块对水平地面的压强是2400Pa。故选B。
7.(2021·浙江杭州市)在科学研究中经常用到数学方法,如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的是( )。
①速度:物体在单位时间内通过的路程;
②压强:物体单位面积受到的压力;
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量;
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比
A.只有①②B.只有③④C.只有①③④D.①②③④都可以
【答案】D。
【解析】①速度是指物体在单位时间内通过的路程,公式为 SKIPIF 1 < 0 ,可以使用数学方法表示;
②压强是指物体单位面积受到的压力,公式为 SKIPIF 1 < 0 ,可以使用数学方法表示;
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量,例如在10m2的地里种了50棵玉米,则玉米的种群密度为5棵/m2,可以使用数学方法表示;
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比,显然这是用公式来计算溶质的质量分数,可以使用数学方法表示。
故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
8.(2021·浙江杭州市)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )。
A.F甲>F乙B.p甲>p乙C.F甲<F乙D.p甲<p乙
【答案】D。
【解析】AC.水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,即F=G,正立和倒立时,水瓶的重力不变,压力大小也不变,即F甲=F乙,故AC不符合题意;
BD.由公式 SKIPIF 1 < 0 可知,在压力F一定时,受力面积S越小,压强p越大,水瓶倒立时桌面的受力面积更小,压强更大,即p甲<p乙,故B不符合题意,D符合题意。故选D。
9.(2021·北京中考真题)图示的四个实例中,为了增大压强的是( )。
A.饮料管的一端剪成斜口;
B.在铁轨下面铺枕木;
C.书包背带做得较宽;
D.图钉帽的面积做得较大
【答案】A。
【解析】饮料管的一端剪成斜口是减小受力面积,增大压强;在铁轨下面铺枕木、书包背带做得较宽、图钉帽的面积做得较大都是增大受力面积,减小压强,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
10.(2021·福建中考真题)如图,《天工开物》中描述了古代劳动人民在田间制稻、脱粒等情景,下列说法错误的是( )。
A.把镰刀口磨锋利是为了增大压强B.木桶底面积较大是为了减小压力
C.用力击稻是为了利用惯性脱粒D.撑开稻草晾晒是为了加快蒸发
【答案】B。
【解析】A.在压力一定时,通过减小受力面积可增大压强,故把镰刀口磨锋利是为了增大压强,故A正确;
B.在压力一定时,通过增大受力面积可减小压强,故B错误;
C.原来稻粒和稻杆同时运动,当稻杆突然停止运动时,由于惯性,稻粒要保持原来运动状态继续运动,稻粒脱离稻杆,故C正确;
D.影响蒸发快慢的因素是液体上方空气流通的情况、液体的表面积和温度高低,在液体上方空气流通的情况和温度高低不变时,通过增大液体的表面积可加快蒸发,故D正确。故选B。
11.(2021·广东中考真题)下列关于中学生的估测,符合实际的是( )。
A.身高约为170mmB.体重约为50N
C.站立时对地面的压强约为500PaD.体温约为37℃
【答案】D。
【解析】A.中学生的身高约为170cm,故A不符合实际,不符合题意;
B.中学生的质量约为50kg,体重约为500N,故B不符合实际,不符合题意;
C.中学生的体重约为500N,脚和地面的接触面积约为500cm2,站立时对地面的压强约为 SKIPIF 1 < 0
故C不符合实际,不符合题意;
D.人的正常体温是37℃左右,故D符合实际,符合题意。故选D。
12.(2021·山东菏泽市)下列生活事例采取的做法中,为了增大压强的是( )。
A.火车钢轨下垫上枕木B.禁止货车超载
C.刀刃磨得锋利D.雪橇板做得比较宽大
【答案】C。
【解析】A.火车钢轨下垫上枕木,是通过增大受力面积,减小压强,故A错误;
B.禁止货车超载,是通过减小压力,减小压强,故B错误;
C.刀刃磨得锋利,是通过减小受力面积,增大压强,故C正确;
D.雪橇板做得比较宽大,是通过增大受力面积,减小压强,故D错误。故选C。
13.(2021·山东临沂市)我市积极响应国家“接种新冠疫苗,共筑免疫屏障”的号召,有序推进全民新冠病毒疫苗预防接种工作,下列说法正确的是( )。
A.用酒精棉球消毒时,酒精很快吸热升华;
B.注射器尖细的针头可以增大对皮肤的压强;
C.将药液吸入注射器的针筒利用了帕斯卡定律;
D.进行肌肉注射时,大气压将药液压入人的肌肉中
【答案】B。
【解析】A.用酒精棉球消毒时,酒精很快吸热汽化,故A错误;
B.注射器尖细的针头,在压力一定时通过减小受力面积增大压强,故B正确;
C.将药液吸入注射器时,针筒内的气压减小,药液受到外界大气压的作用,会被压入针筒,故C错误;
D.打针时是推力将药液压入肌肉里的,故D错误。故选B。
14.(2021·湖南岳阳市)图甲,用手握住一个核桃很难将其捏破;图乙,将A、B两个核桃放在一起捏,A破了,B没破。下列说法正确的是( )。
A.两个核桃放在一起容易捏破,主要是因为增大了压力;
B.B给A的力大于A给B的力;
C.A、B接触处,A受到的压强大于B受到的压强;
D.A、B接触处,A受到的压强等于B受到的压强
【答案】D。
【解析】A.两个核桃放在一起容易捏破,是因为减小了受力面积,增大了压强,故A错误;
B.物体间力的作用是相互的,B给A力的同时A也给B的相同大小的力,故B错误;
CD.A、B接触处,A、B受到的压力大小相同,受力面积也相同,根据 SKIPIF 1 < 0 ,故A受到的压强等于B受到的压强,故C错误,D正确。故选D。
15.(2021·四川凉山彝族自治州)一块长方体合金块,重1.2N,侧放于面积为1m2的水平桌面上,它与桌面的接触面积是1×10-3m2,下列说法正确的是( )。
①合金块对桌面的压强是1.2Pa;
②合金块对桌面的压强是1200Pa;
③若沿竖直方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变;
④若沿水平方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变。
A.①③B.②③C.①④D.②④
【答案】B。
【解析】①②合金块对桌面的压强 SKIPIF 1 < 0
③若沿竖直方向切去一块,剩余部分对桌面的压力、受力面积均变小,由 SKIPIF 1 < 0 可知,剩余部分对桌面的压强不变。
④若沿水平方向切去一块,剩余部分对桌面的压力变小,受力面积不变,由 SKIPIF 1 < 0 可知,剩余部分对桌面的压强变小。
①④错误,②③正确,故ACD错误,B正确。故选B。
16.(2021·山东潍坊市)鼓作为敲击乐器,在重要的节日庆典中频频登场。学校器乐室有一直径为1m的大鼓,质量为32kg,学校在报告厅内举行庆祝建党一百周年活动,将鼓平放在水平舞台上,下列说法正确的是( )。
A.鼓静止时对舞台的压强约为400Pa;
B.若将鼓侧立,鼓对舞台的压强变小;
C.响鼓还需重锤敲,敲击力越大音调越高;
D.鼓声余音缭绕是由于敲击力不同造成的
【答案】A。
【解析】A.由题意知,鼓对地面的压力F=G=mg=32kg×10N/kg=320N
与地面的接触面积S=3.14×( SKIPIF 1 < 0 ×1m)2=0.785m2
对地面的压强 SKIPIF 1 < 0
故A正确;
B.鼓侧立时,压力不变,受力面积变小,据 SKIPIF 1 < 0 知,压强变大,故B错误;
C.响鼓是指敲击鼓的力越大,其响度越大,故C错误;
D.余音缭绕是指停止了敲击鼓,但鼓皮还在振动,还能发出声音,故D错误。故选A。
17.(2021·四川成都市)任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体会被压坏。下列实例中,分析不正确的是( )。
A.施加相同压力,图钉尖面积越小,越容易压入墙面;
B.用菜刀将肉切成肉片时,刀口越钝,所用压力越小;
C.列车很重,在铁路的钢轨下铺放轨枕,可以防止压坏路基;
D.“奋进号”潜入深海,承受的压强很大,需用特殊材料建造
【答案】B。
【解析】A.施加的压力相同时,图钉的面积越小,对墙面的压强便越大,所以越容易压入,故A正确,不符合题意;
B.菜刀的刀口越钝,同受力面积越大,用相同的力,则作用效果即压强越小,故B错误,符合题意;
C.在铁路的钢轨下铺轨枕,可以增大受力面积,从而减小压强,防止压坏路基,故C正确,不符合题意;
D.奋进号潜入深海时,深度很大,承受的压强很大,所需的材料需要抗压性很强,故D正确,不符合题意。故选B。
18.(2021·四川泸州市)目前,我国上市的新冠疫苗已经达到4个,据了解疫苗需在2~8°C的冰箱中保存。下列说法正确的是( )。
A.注射器吸取疫苗液体的原理和用吸管喝牛奶的原理相同;
B.注射疫苗前,用酒精对皮肤消毒,因酒精升华吸热使皮肤感觉凉爽;
C.注射疫苗时选用的注射器针尖较细是为了减小压强;
D.打开冰箱时看到周围有“白雾”,这是由于水蒸气吸热汽化形成的
【答案】A。
【解析】A.注射器吸取疫苗液体和用吸管喝牛奶,都是利用大气压,故A正确;
B.用酒精消毒时,皮肤感觉凉爽,是因为酒精蒸发吸热,故B错误;
C.针尖较细是为了减小受力面积从而增大压强,故C错误;
D.打开冰箱,其周围的白雾是空气中的水蒸气遇冷放热液化成小水珠形成的,故D错误。故选A。
19.(2021·重庆中考真题)如图所示,2021年5月22日,“祝融号”火星车驶离着陆平台,在火星表面行驶了0.522m,迈出了我国星际探测的重要一步。下列说法正确的是( )。
A.火星车停在静止的着陆平台上没有惯性;
B.火星车驶离中相对于着陆平台是静止的;
C.火星车设计有宽大的轮子可以减小压强;
D.火星车静止在火星表面时不受力的作用
【答案】C。
【解析】A.惯性是物体的一种属性,火星车停在静止的着陆平台上有惯性,故A错误;
B.火星车驶离中相对于着陆平台的位置发生改变,是运动的,故B错误;
C.火星车设计有宽大的轮子,在压力一定时,通过增大接触面积来减小压强的,故C正确;
D.火星车静止在火星表面时受到引力和支持力的作用,故D错误。故选C。
20.(2021·江西中考真题)如图所示是小明同学参加校运会百米赛跑的情景。跑步过程中,下列选项中的力他时刻都要受到的有( )。
A.自身的重力B.地面的支持力C.地面的摩擦力D.大气的压力
【答案】AD。
【解析】A.自身的重力是由于地球的吸引而受到的力,跑步过程中,一直存在,故A符合题意;
B.跑步过程中,双脚离地时,地面的支持力不存在,故B不符合题意;
C.跑步过程中,双脚离地时,地面的摩擦力不存在,故C不符合题意;
D.大气的压力时刻存在,故D符合题意。故选AD。
21.(2020·山东聊城)疫情期间,小丽帮妈妈做家务时,发现生活中处处有物理。下列分析错误的是( )。
A. 茶壶的壶嘴和壶身组成连通器;
B. 菜刀刀刃很锋利,是为了减小压强;
C. 利用大气压把吸盘式挂钩压在平滑的墙壁上;
D. 浴室内的防滑垫表面凹凸不平是为了增大摩擦
【答案】B。
【解析】A.茶壶的壶嘴与壶身组成了连通器,因此壶身的水位总是与壶嘴的水位相平,故A正确,不符合题意;
B.菜刀的刀刃很锋利,通过减小受力面积,增大压强,故B错误,符合题意;
C.吸盘在工作时,需排出里面的空气,大气压便将其压在墙面上,是利用了大气压,故C正确,不符合题意;
D.浴室内的防滑垫表面凹凸不平,是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故D正确,不符合题意。故选B。
22.(2020·四川乐山)下列实例中,属于减小压强的是( )。
A. 锋利的篆刻刀;B. 骆驼宽大的脚掌;
C. 注射器的针头;D. 切菜的菜刀
【答案】B。
【解析】A.篆刻刀很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A不合题意;
B.骆驼宽大的脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C不合题意;
D.切菜的菜刀,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D不合题意。故选B。
23.(2020•岳阳)对物理量关系式理解正确的是( )。
A.由可知,物体的密度与质量成正比;
B.由可知,物体的速度与路程成正比;
C.由可知,电流一定时,电阻与电压成正比;
D.由可知,受力面积一定时,压强与压力成正比
【答案】D。
【解析】A.由可知,物体的密度是物体本身的一种性质,与质量和体积的比值有关;
B.由可知,物体的速度与路程和通过的时间的比值有关;
C.由可知,电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压无关;
D.由可知,压强的大小与压力的大小和受力面积有关,受力面积一定时,压强与压力成正比,正确。故选D。
24.(2020·北京)如图所示的实验中,为了减小压强的是( )。
A. 逃生锤的锤头很尖;B. 载重车装有很多车轮;
C. 盲道上有凸起; D. 吸管的一端剪成斜口
【答案】B。
【解析】A.逃生锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.载重车装有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.盲道上有凸起,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.吸管的一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选B。
25.(2020·武汉)铁块和小桌静止在海绵上,如图甲所示。撤掉小桌后,铁块再次静止在海绵上,如图乙所示。铁块的质量是600g,铁块的底面积是20cm2,小桌的质量是200g,桌面的面积是80cm2,下列说法正确的是( )。
A. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大;
B. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小;
C. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大;
D. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小
【答案】A。
【解析】图甲中,铁块对小桌的压强为:
SKIPIF 1 < 0
小桌对海绵的压强为:
SKIPIF 1 < 0
图乙、图甲中,铁块对小桌和铁块对海绵的压力相等,都等于小球所受的重力,小桌和海绵的受力面积相等,都等于小球的底面积,故小球对海绵的压强等于,小球对小桌的压强,
即: SKIPIF 1 < 0
则: SKIPIF 1 < 0 ;故选A。
26.(2020·北京)如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2,下列说法正确的是( )。
A. 甲对海绵的压力就是甲受到的重力;
B. 乙对甲的压力就是乙受到的重力;
C. 甲对海绵的压强大小为 SKIPIF 1 < 0 ;
D. 乙对甲的压强大小为 SKIPIF 1 < 0
【答案】C。
【解析】AB.不能说压力就是物体的重力,压力是由于物体的形变而生的,重力是由于地球的吸引而产生的,二者不是同一种力,故AB错误;
C.甲对海绵的压力大小为:F甲=G1+G2
甲对海绵的压强大小为:p甲= SKIPIF 1 < 0 ;故C正确;
D.乙对甲的压强大小为:p乙= SKIPIF 1 < 0 ;故D错误。故选C。
27.(2020·四川成都)下列关于压强的说法中,正确的是( )。
A. 给自行车轮胎加气,胎内气体压强变小;
B. 往装水的杯子中加盐,杯底受到的压强不变;
C. 向桌上的空杯加水,杯子对桌面的压强变大;
D. 人在站立时抬起一只脚后,人对地面的压强变小
【答案】C。
【解析】A.给自行车轮胎加气,胎内的体积一定,气体增加,会使胎内压强增大,故A错误;
B.往装水杯子中加盐,水的密度增大,根据 SKIPIF 1 < 0 可得,杯底受到的压强增大,故B错误;
C.向桌上的空杯加水,水杯质量增大,根据 SKIPIF 1 < 0 可得,杯子对桌面的压强变大,故C正确;
D.人在站立时抬起一只脚后,与地面的接触面积变小,根据 SKIPIF 1 < 0 可得,人对地面的压强增大,故D错误。故选C。
28.(2020·山东滨州)关于以下实例的分析,正确的是( )。
A. 大型飞机很多零件采用密度小的合金材料制成,是为了增加自身质量;
B. 火车轨道铺在枕木上,是为了减小压强;
C. 汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹,是为了减小摩擦;
D. 汽油机工作时,输出功率越大效率越高
【答案】B。
【解析】A.大型飞机很多零件采用密度小的合金材料制成,是为了减小自身质量,故A错误;
B.火车轨道铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B正确;
C.汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C错误;
D.热机效率是指热机用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值,与输出功率无关,故D错误。故选B。
29.(2019·益阳)家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2,车重1.2×104N.驾驶员及乘客共重3×103N。在水平地面上小轿车对地面的压强是( )。
【答案】B。
【解析】汽车、驾驶员及乘客共重:G=1.2×104N+3×103N=1.5×104N;
汽车静止在水平地面上时对地面的压力:F压=G=1.5×104N;
地面的受力面积:S=4×0.01m2=0.04m2;
汽车对水平地面的压强:p===3.75×105Pa;
故选B。
二、填空题
30.(2021·广西南宁市)如图所示,竖放在水平地面上的实心长方体质量为2kg,棱长分别为0.2m、0.1m、0.05m,该长方体的密度为______kg/m3,对水平地面的压强为______Pa。为了使该长方体对水平地面的压强变为600Pa,拟采取的方法有:将长方体平放或侧放后,在上部沿水平方向切去一定质量m。若要使切去的质量m较小,则m的较小值为______kg。
【答案】2×103;4×103;0.8。
【解析】[1] 由题意知,长方体棱长分别为0.2m、0.1m、0.05m,该长方体的体积为V=abc=0.2m×0.1m×0.05m=10-3m3
该长方体的密度为 SKIPIF 1 < 0
[2]由图可知长方体的底面积为S=bc=0.1m×0.05m=5×10-3m2
长方体对水平地面的压强为 SKIPIF 1 < 0
[3]由题意知,要使长方体对水平地面的压强变为600Pa,且沿水平方向在上部切去一定质量m较小。由 SKIPIF 1 < 0
可知,应使长方体对水平地面产生压强的受力面积最大,即将长方体平放,此时长方体剩余部分的重力即对水平地面的压力为G1=F1=p1S=p1ab=600Pa×0.2m×0.1m=12N
长方体剩余部分的质量为 SKIPIF 1 < 0
若要使切去的质量m较小,则m的较小值为m=2kg-1.2kg=0.8kg。
31.(2021·贵州中考真题)如图所示,是质量为20kg的超市购物车,某同学在超市选购商品的过程中,发现用力推一下购物车,车就会自己向前运动一段距离,购物车“自己向前运动”是由于购物车具有___________;若他在购物车内放入质量为15kg的货物后,购物车静止在水平地面上,与地面的总接触面积为10cm2,此时购物车对水平地面的压强为___________Pa。(g取10N/kg)
【答案】惯性;3.5×105。
【解析】[1]用力推一下购物车使购物车运动起来,由于购物车具有惯性,失去推力后车仍然要保持原来的运动状态继续向前运动,所以车就会自己向前运动一段距离。
[2]此时购物车对水平地面的压力为F=G总=m总g=(20kg+15kg)×10N/kg=350N
则购物车对水平地面的压强为p= SKIPIF 1 < 0 3.5×105Pa。
32.(2021·贵州黔东南苗族侗族自治州)预防新冠肺炎的最好办法是接种疫苗。截止6月6日,全州累计完成第1剂次接种超110万剂。保障接种人群按期完成免疫程序,形成免疫屏障,有效阻断疫情传播。如图所示,接种注射器的针头做得很尖,是为了______(选填“增大”或“减小”)压强,便于进行肌肉注射;注射前,医生将注射器活塞推至注射器筒底部,这样做是为了利用______把药液压入注射器内。
【答案】增大;大气压。
【解析】[1]接种注射器的针头做得很尖,在接种时,针头与皮肤的接触面积较小,在压力相同的情况下,根据 SKIPIF 1 < 0 可知,可以增大压强,便于进行肌肉注射。
[2]注射前要装液体,医生将注射器活塞推至注射器筒底部,然后向后拉活塞,这样注射器筒内的气压较小,外界大气压较大,外界大气压会把药液压入注射器内,即这样做是为了利用大气压把药液压入注射器内。
33.(2021·广西贺州市)如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的边长之比 SKIPIF 1 < 0 ,质量之比 SKIPIF 1 < 0 ,则它们对地面的压力之比 SKIPIF 1 < 0 _________,对地面的压强之比 SKIPIF 1 < 0 ________。
【答案】2:1;9:2。
【解析】[1]甲、乙对地面的压力等于重力,压力之比
SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0
即甲、乙地面的压力之比为2:1。
[2]甲、乙对地面的压强之比 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0
即甲、乙地面的压强之比为9:2。
34.(2021·黑龙江中考真题)如图所示,一重为2N的薄壁容器中装有质量为600g的水,容器的底面积为40cm2,水对容器底部的压力为________N,容器对桌面的压强为_______Pa。
【答案】4;2000。
【解析】[1]水对容器底部的压力为
SKIPIF 1 < 0
故水对容器底部的压力为 SKIPIF 1 < 0 。
[2]容器对桌面的中总压力为 SKIPIF 1 < 0
则容器对桌面的中压强为 SKIPIF 1 < 0
故容器对桌面的中压强为 SKIPIF 1 < 0 。
35.(2021·黑龙江齐齐哈尔市)如图所示,为了倡导绿色出行,某市投放了大量的共享单车,小明在水平路面上匀速骑行 SKIPIF 1 < 0 ,所用时间为 SKIPIF 1 < 0 ,他骑行时单车的平均速度是______ SKIPIF 1 < 0 ,若人与车的总质量为 SKIPIF 1 < 0 ,每个轮胎与路面的接触面积约为 SKIPIF 1 < 0 ,当他骑行时共享单车对路面的压强是______ SKIPIF 1 < 0 。
【答案】5; SKIPIF 1 < 0 。
【解析】[1]他骑行时单车的平均速度是 SKIPIF 1 < 0
[2]小明骑单车在水平地面上,单车对地面的压力
SKIPIF 1 < 0
单车与路面的总接触面积约为 SKIPIF 1 < 0
他骑行时共享单车对路面的压强是 SKIPIF 1 < 0 。
36.(2021·黑龙江绥化市)一个圆柱体质量为0.5kg,底面积为25cm2,高度如图所示为__________cm,将其竖立在水平面上,其对水平面的压强为_________Pa。
【答案】3.00(2.97至3.03均可给分);2000(或2×103)。
【解析】[1]刻度尺分度值1mm,物体下端在零刻度线,上端在3.00cm,长度为3.00cm。
[2]对水平面的压强为 SKIPIF 1 < 0 。
37.(2021·山东东营市)劳动教育是素质教育的重要组成部分。在中学生劳动实践基地,同学们见到了收割麦子的镰刀、挑水的扁担等农具。镰刀刀刃被磨得非常锋利,是通过______来增大压强的;扁担中段制作得稍宽,是通过 ______来减小压强的。
【答案】减小受力面积;增大受力面积。
【解析】[1]镰刀刀刃被磨得非常锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。
[2]扁担中段制作得稍宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的。
38.(2021·河南中考真题)在物理学中,常用比值法来定义物理量,如:用质量与体积之比定义“密度”。请你再列举一例:用______之比定义“______”。
【答案】压力与受力面积;压强。
【解析】[1] 比值定义法,即压力与受力面积之比,即为压强。
[2]即为压强,压力的作用效果。
39.(2021·湖北宜昌市)2021年5月22日10时40分,火星探测器“天问一号”的着陆器搭载“祝融易火星车成功降落在火星北半球的乌托邦平原,中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。火星车质量达240kg,有六个形状大小相同的车轮,每个车轮与地面的接触面积约为190cm2,在火星表面行驶时,它会展开太阳能蝶形面板——四块“特别订制”的太阳能电池阵,相比传统电路,提高了太阳能电池20%的利用效率。
(1)太阳能电池正常工作时,能量转化情况是:______转化为______;
(2)火星对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的38%,当火星车静止在火星水平表面时,对火星表面的压强是多少?(g=10N/kg)(____)
(3)火星车在火星表面进行长距离自主移动进行科学探测时,走一下歇一下,若它在三天行驶了9m的直线距离,它行驶的平均速度是多少km/h? (____)
【答案】太阳能;电能;8×103Pa;1.25×10-4km/h。
【解析】(1)[1][2]太阳能电池正常工作时,将太阳能转化为电能存储起来。
(2)火星车在火星上的重力G火=38%G地=38%m地g=38%×240kg×10N/kg=912N
对火表面的压力F=G火=912N
对火表面的压强 SKIPIF 1 < 0
(3)火星车的平均速度 SKIPIF 1 < 0 。
40.(2021·四川凉山彝族自治州)观察图甲中汽车的外形可知,若汽车在水平路面上急速行驶,由于车上、下表面空气的流动速度不同,车对地面的压力会______(选填“变大”“变小”或“不变”),从而使车与地面之间的摩擦力______(选填“变大”“变小”或“不变”),车容易失控。为了避免发生上述意外情况,有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的______(选填“A”或“B”)。
【答案】变小;变小;B。
【解析】[1]汽车在水平路面上急速行驶,由图甲可知,相同时间内汽车上表面空气通过的路程较长,根据 SKIPIF 1 < 0 ,汽车上表面空气的流动速度大于下表面流动的速度,因气体流速大的地方压强小,故汽车上表面受到的压力小于下表面受到的压力,汽车产生向上的升力,汽车对地面的压力会变小。
[2]因在接触面粗糙程度相同时,压力越小,摩擦力越小,根据汽车对地面的压力会变小,从而使车与地面之间的摩擦力变小,车容易失控。
[3]为了避免发生上述意外情况,有些跑车为了提高“抓地力”,即应增大车对地面的压力,在车尾安装了一种“气流偏导器”, 结合[1],其外形应选与汽车外形相反的形状,即用图乙中的B。
41.(2021·江苏扬州市)如图,边长为0.1m的正方体木块放在水平桌面中央,已知木块密度为0.5×103kg/m3,木块质量为______kg,它对桌面的压强为______Pa, 木块在大小为1.5N的水平向右的拉力作用下从A点匀速直线运动到B点,它所受摩擦力为______N,此过程中,它对桌面的压强______(填“变大”、“变小”成“不变”)。(g=10N/kg)
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 ;1.5;不变。
【解析】[1]木块的质量 SKIPIF 1 < 0
[2]它对桌面的压强为 SKIPIF 1 < 0
[3]木块在大小为1.5N的水平向右的拉力作用下从A点匀速直线运动到B点,水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,二力大小相等,故它所受摩擦力为1.5N。
[4]此过程中,桌面的受力面积不变,压力大小不变,故它对桌面的压强不变。
42.(2021·浙江嘉兴市)双休日小嘉同学乘公交车到南湖旅游,一路上他发现了很多与生活相关的科学问题。
(1)上车后他看到用软质材料做的椅子,坐上去后感觉比用硬质塑料做的椅子要舒服,这是采用______的方法使压强减小的缘故;
(2)车子开动后,小嘉发现公交站台竟然往后运动了,这是因为他以______为参照物;
(3)车子到站后,广播提醒“车辆到站,请各位乘客等车子停稳后再有序下车”。如果车子没有停稳就下车,由于______人往往会站不稳而跌倒。
【答案】增大受力面积;公交车;惯性。
【解析】1)[1]软质材料椅子在坐上去时变形更多,与身体的接触面积增大,受力面积增大,压强减小,所以更舒服,所以是采用了增大受力面积的方法减小压强。
(2)[2]车子开动后,车子相对于地面向前运动,公交站台相对地面不动,公交站台相对于车子距离距离逐渐增大,所以公交站台相对于公交车向后运动,小嘉感觉公交站台向后运动,他是以公交车为参照物的。
(3)[3]由于人具有惯性,所以如果车子没停稳就下车,人将继续保持跟车子一样向前的速度,所以会站不稳而跌倒。
43.(2021·重庆中考真题)如图所示,浴室防滑垫正面有防滑气泡,反面有防滑吸盘。正面是通过增大接触面的粗糙程度,反面是利用_______增大对地面的压力,这两种方法都能增大_______力,从而达到理想的防滑效果。
【答案】大气压;摩擦。
【解析】[1][2]防滑垫的背面有许多小吸盘,将吸盘内的空气挤压出来以后,在大气压的作用下,吸盘被挤压到地面上,通过增大压力来增大摩擦力,起到了防滑的作用。浴室防滑垫正面有防滑气泡,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,两措并举增大了摩擦力,达到理想的防滑效果。
44.(2020·德州)2020年6月23日,我国北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功。这是北斗卫星导航系统第三颗地球同步轨道卫星,它相对于地面是______的(选填“静止”或“运动”)。路边共享单车上的智能锁内均包含北斗定位装置,智能锁通过______来接收北斗卫星信号。某辆单车质量为 SKIPIF 1 < 0 ,它与水平地面的总接触面积为 SKIPIF 1 < 0 ,对水平地面的压强为______ SKIPIF 1 < 0 。( SKIPIF 1 < 0 )
【答案】(1)静止;(2)电磁波;(3) SKIPIF 1 < 0 。
【解析】同步轨道卫星相对于地面的位置没有改变,它相对于地面是静止。
电磁波可以传递信息,路边共享单车上的智能锁内均包含北斗定位装置,智能锁通过电磁波来接收北斗卫星信号。
单车的重力为:G=mg=20kg×10N/kg=200N
单车对水面地面的压力为:F=G=200N
单车与水平地面的总接触面积为:S=100cm2=10-2m2
单车对地面的压强:p= SKIPIF 1 < 0 =2×104Pa
45.(2020·广东)如图所示,用拇指和食指按压一支铅笔的两端,拇指和食指受到的压力分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,受到的压强分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 (两空选填“>”<”或“=”);若 SKIPIF 1 < 0 ,笔尖的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ______Pa。
【答案】(1)=;(2)<;(3) SKIPIF 1 < 0 。
【解析】[1]根据力作用的相互性,可得两个手指受到的压力大小相等,即
SKIPIF 1 < 0
[2]因拇指的受力面积大于食指的受力面积,根据 SKIPIF 1 < 0 可知
SKIPIF 1 < 0
[3]由 SKIPIF 1 < 0 可得食指受到的压强为: SKIPIF 1 < 0 。
46.(2020·四川甘孜州)如图所示,一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A右端与桌边缘相齐。在其右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一,在木板A移动过程中,木板A对桌面的压强__________,木板A对桌面的压力__________。(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)增大;(2)不变。
【解析】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,在木板A运动过程中,A对桌面的压力不变;因在木板的右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一时,木板与桌面的接触面积变小,即受力面积变小,而压力不变,由 SKIPIF 1 < 0 可知,木板A对桌面的压强不断增大。
47.(2020·四川甘孜州)如图所示,茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,若茶壶中水深8cm,则水对壶底的压强是__________Pa (g取10Nkg); 若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面__________(选填 “相平”或“不相平”)。
【答案】(1)800;(2)相平。
【解析】水对壶底的压强为:
SKIPIF 1 < 0
[2]根据连通器的原理知,当连通器中液体静止时,液面总保持相平,故茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面相平。
48.(2019·贵港)在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图3所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是通过________受力面积的方法,从而________压强来破坏玻璃窗逃生(两空均选填“增大”或“减小”)。
【答案】减小;增大。
【解析】影响压强大小的因素有二:一是压力大小,二是受力面积大小。增大压强的方法:增大压力或减小受力面积。若要破坏玻璃窗,则需要增大压强,所以逃生安全锤有一端设计成锥形的目的是通过减小受力面积来增大压强的。
故答案是:减小;增大。
三、实验题
49.(2021·辽宁中考真题)小平用一个长方体木块、弹簧测力计、两个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关:
(1)根据甲、乙两图,可知压力的作用效果与______大小有关;
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应在丙图木块上放 ______个砝码。由此得出结论:______一定, 受力面积越小,压力的作用效果越______。
(3)小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
①用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图丁所示;
②取下木块上的砝码,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越______;
③以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度大小______。
【答案】压力;一;压力(大小);明显;大;无关。
【解析】(1)[1]根据甲、乙两图,木块与海绵受力面积相同,砝码数量不同,即压力不同,乙中海绵下陷更深,可知压力的作用效果与压力大小有关。
(2)[2]用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应使压力相同,丙图中应和甲图一样放一个砝码。
[3][4]根据甲丙图压力相同,但受力面积不同,丙中海绵下陷更深,可得结论,压力一定,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)②[5]弹簧秤示数为2.4N,取砝码后,压力减小,示数为1.8N,说明接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
③[6]改变拉木块速度,压力和接触面粗糙程度相同,发现弹簧测力计示数几乎不变,根据控制变量法,说明滑动摩擦力大小与速度大小无关。
50.(2021·湖北武汉市)在探究影响压力作用效果的因素的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。
(1)在三次实验中,均用海绵被压下的深浅,来显示小桌对______的压力作用效果;
(2)比较______两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可以采取的措施是______。
下列事例中,直接应用该结论的是______(填序号)。
①有些课桌的边缘设计成园弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
【答案】海绵;乙、丙;取下丙图中的砝码;①。
【解析】(1)[1]实验中,压力的作用效果是通过比较海绵的凹陷程度来确定的。
(2)[2]探究压力的作用效果与受力面积的关系,当压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显,由图可知,选择实验乙、丙。
[3]想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,要保证甲、丙的压力大小相同,即拿掉丙图中的砝码,才能得到相同的实验结论。
[4]①有些课桌的边缘设计成园弧形状,是为了增大接触面积,减小压强,防止人碰到时受伤。故①符合题意;
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度,这是利用了连通器原理。故②不符合题意;
③货车行驶时,地面的受力面相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面易损坏。故③不符合题意。故选①。
51.(2021·云南昆明市)如图是一辆停在水平地面上的四轮轿车,轮子上的气嘴如图甲所示,通过它可以对轮胎充气和测量胎压。现有一个胎压表如图乙,通过气嘴可测量胎压、一把毫米刻度尺、两张白纸。请利用这些器材,估测这辆车的重力。设当地的大气压为p0,轮子与地面接触的橡胶部分的重力和轮胎内气体的重力忽略不计。
甲 乙
(1)需要测出的量是______、______(不需要描述具体的测量方法,并用字母表示这些量)。
(2)通过必要的分析,写出估测这辆车重力G的表达式______。(用已知量和测量量表示)
【答案】每只轮胎与地接触面积S ;轮胎的胎压p; SKIPIF 1 < 0 。
【解析】(1)[1][2]因为要根据F=pS求压力,所以需要知道每只轮胎和地面接触面积S,可以算出四只轮胎总面积,还需要知道轮胎的胎压p。
(2)[3]胎压与大气压差值为 SKIPIF 1 < 0
因为车静止,所以重力为 SKIPIF 1 < 0 。
四、计算题
52.(2021·宁夏中考真题)如图是我国自主设计制造的某品牌纯电动公交车,其质量为 SKIPIF 1 < 0 ,静止时轮胎与地面的总接触面积为 SKIPIF 1 < 0 。它在平直公路上匀速行驶 SKIPIF 1 < 0 ,行驶路程是 SKIPIF 1 < 0 ,所受阻力为车重的0.02倍。(g取 SKIPIF 1 < 0 )
(1)公交车匀速行驶过程中速度是多少千米/小时。
(2)计算公交车静止时对水平地面的压强。
(3)公交车起步时,乘客会听到“车辆起步,抓好扶手”的温馨提示语。请用所学物理知识解释其中的道理。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 ;(3)车辆起步,由于人具有惯性,人保持静止状态,而车子已经往前运动,故人落后,即后倾,若没有抓稳扶好,易向后倾倒
【解析】(1)公交车匀速行驶过程中速度是 SKIPIF 1 < 0
(2)公交车静止时对水平地面的压强
SKIPIF 1 < 0
(3)车辆起步,由于人具有惯性,人保持静止状态,而车子已经往前运动,故人落后,即后倾,若没有抓稳扶好,易向后倾倒。
答:(1)公交车匀速行驶过程中速度是 SKIPIF 1 < 0 ;(2)公交车静止时对水平地面的压强 SKIPIF 1 < 0 ;(3)车辆起步,由于人具有惯性,人保持静止状态,而车子已经往前运动,故人落后,即后倾,若没有抓稳扶好,易向后倾倒。
53.(2021·福建中考真题)一辆5G无人配送车,质量为400kg,轮胎与路面的总接触面积为0.025 m2,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍。如图是配送车某次运动的路程与时间图象。求:
(1)10 min内配送车的平均速度;
(2)配送车匀速行驶时的牵引力;
(3)配送车对水平地面的压强。
【答案】(1)2m/s;(2)200N;(3)1.6×105Pa。
【解析】(1)分析图可知,配送车10 min运动的路程s=1.2km=1.2×103m,配送车的平均速度 SKIPIF 1 < 0
(2)配送车的重力 SKIPIF 1 < 0
配送车在水平路面上匀速行驶,牵引力和阻力时一对平衡力,所以牵引力
SKIPIF 1 < 0
(3)配送车对水平地面的压力 SKIPIF 1 < 0
配送车对水平地面的压强 SKIPIF 1 < 0 。
答:(1)10min内配送车的平均速度为2m/s;(2)配送车匀速行驶时的牵引力为200N;(3)配送车对水平地面的压强为1.6×105Pa。
54.(2021·江苏中考真题)根据《西游记》的描述,孙悟空的金箍棒的质量约为6750kg,体积约为0.2m3,横截面积约为0.03m2,g取10N/kg。求:
(1)金箍棒的密度;
(2)金箍棒竖立在水平地面时,对地面的压强。
【答案】(1)3.375×104kg/m3;(2)2.25×106Pa。
【解析】(1)金箍棒的密度为ρ= SKIPIF 1 < 0 3.375×104kg/m3
(2)金箍棒竖立在水平地面时,对地面的压力为
F=G=mg=6750kg×10N/kg=6.75×104N
金箍棒对地面的压强为p= SKIPIF 1 < 0 2.25×106Pa
答:(1)金箍棒的密度为3.375×104kg/m3;(2)金箍棒竖立在水平地面时,对地面的压强为2.25×106Pa。
55.(2021·贵州黔东南苗族侗族自治州)黔东南州2021年高考期间,各县市开展了“爱心助考车”活动,考生出示高考准考证或相关证件可免费乘车。如图所示,是一考生下车前往考点的情景。若该“爱心助考车”整车质量为1.5t,四轮与地面接触总面积为120cm2。该车以54km/h的平均速度行驶,从考生上车地点到下车地点用了9min。(取g=10N/kg),求;
(1)从考生上车地点到下车地点,“爱心助考车”行驶的路程是多少?
(2)该“爱心助考车”空车静止在水平路面上时,对水平路面的压强是多少?
【答案】(1)8.1km;(2) SKIPIF 1 < 0 106Pa。
【解析】(1)车行驶的时间为t=9min=0.15h
“爱心助考车”行驶的路程为s=t=54km/h×0.15h=8.1km
“爱心助考车”行驶的路程是8.1km。
(2)车的质量为m=1.5t=1500kg
车对地面的压力为F=G=mg=1500kg×10N/kg=15000N
地面的受力面积为S=120cm2=0.012m2
该爱心助考车静止时对水平地面的压强为p= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 =1.25×106Pa。
即“爱心助考车”空车静止在水平路面上时,对水平路面的压强为1.25×106Pa。
答:(1)从考生上车地点到下车地点,“爱心助考车”行驶的路程是8.1km;(2)该“爱心助考车”空车静止在水平路面上时,对水平路面的压强是1.25×106Pa。
56.(2021·吉林中考真题)一辆主战坦克,质量为 SKIPIF 1 < 0 ,当它静止在水平地面上时,履带与地面接触的总面积为 SKIPIF 1 < 0 ,求:
(1)坦克受到的重力( SKIPIF 1 < 0 取 SKIPIF 1 < 0 );
(2)坦克对地面的压强。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 。
【解析】(1)坦克受到的重力 SKIPIF 1 < 0
(2)坦克对地面的压强 SKIPIF 1 < 0
答:(1)坦克受到的重力 SKIPIF 1 < 0 ;(2)坦克对地面的压强 SKIPIF 1 < 0 。
57.(2021·江苏连云港市)若滑冰运动员固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行40m用时10s。已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2.(g取10N/kg)求:
(1)运动员的滑行速度;
(2)冰面受到的压力;
(3)此时冰面受到的压强。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)500N;(3) SKIPIF 1 < 0 。
【解析】(1)运动员的滑行速度 SKIPIF 1 < 0
(2)运动员和滑冰鞋的总重力G=mg=50kg×10N/kg=500N
冰面受到的压力F=G=500N
(3)此时冰面受到的压强 SKIPIF 1 < 0
答:(1)运动员的滑行速度是 SKIPIF 1 < 0 ;(2)冰面受到的压力是500N;(3)此时冰面受到的压强是 SKIPIF 1 < 0 。
58.(2020·山东泰安)利用叉车运送货物,已知货物质量为500kg、底面积为5m2,货物与叉车水平叉臂的接触面积为0.8m2,g取10N/kg。
(1)叉车托着货物匀速水平移动,求货物对叉车水平叉臂压强;
(2)叉车在20s内将货物匀速举高1.8m,求叉车支持力对货物做功的功率。
【答案】(1)6.25×103Pa;(2)450W。
【解析】(1)货物对叉臂的压力:F=G=mg=500kg×10N/kg=5×103N
货物对叉车水平叉臂的压强:p= SKIPIF 1 < 0 =6.25×103Pa
(2)叉车对货物的支持力:F′=G=5×103N
叉车支持力对货物做的功:W=F′s=5×103N×1.8m=9×103J
叉车支持力对货物做功的功率:P= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 =450W
答:(1)货物对叉臂的压强是6.25×103Pa;(2)叉车对货物做功的功率是450W。
59.(2020·新疆)如图所示,一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上,笔筒高度为0.11 m,筒内深度为0.10 m。笔筒开口向上放置时,笔筒对桌面产生的压强为8.1×102 Pa;笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103 Pa。求:
(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比;
(3)青花瓷笔筒材质的密度。
【答案】(1) 1×103 Pa;(2) 5∶1;(3) 2.7×103 kg/m3。
【解析】(1)因为笔筒中水的深度为0.1m,故加强为:
SKIPIF 1 < 0
(2)由题知,两次压力相等,都等于笔筒的重力,故有:
SKIPIF 1 < 0
所以, SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0
(3)笔筒的质量为: SKIPIF 1 < 0
体积为: SKIPIF 1 < 0
密度为:
SKIPIF 1 < 0
答:(1)水对笔筒底部产生压强为1×103Pa;(2)笔筒与桌面的接触面积之比为5:1;(3)青花瓷笔筒材料的密度为2.7×103kg/m3。
60.(2019·荆门)随着社会的发展,家庭汽车越来越普及。已知某型号小汽车总质量m=1200kg,四个车轮与地面接触面积约为6×10-2m2,在水平路面上匀速行驶时所受阻力恒为重力的0.1倍。求:
(1)小汽车对路面的压强;
(2)小汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时牵引力的功率;
(3)为了保障道路交通安全,交警常常用超声波测速仪来监测车辆的速度。固定在平直道路上的超声波测速仪对着迎面匀速驶来的车辆发出第一个超声波信号后,经过时间t1=0.10s接收到车辆反射回来的信号;测速仪发出第二个超声波信号后,经过时间t2=0.06s接收到车辆反射回来的信号。已知超声波在空气中传播的速度为v0=340m/s,测速仪连续发出两个信号的时间间隔为t0=0.20s,则车辆匀速行驶的速度v是多少?(结果保留到小数点后一位)
【解析】(1)汽车对地面的压强
(2)汽车匀速行驶,牵引力F=0.1mg=1.2×103N
发动机功率P=Fv=2.4×104W
(3)车辆第一次遇到超声波信号时距离测速仪s1=v0=17.0m
车辆第二次遇到超声波信号时距离测速仪s2=v0=10.2m
车辆走过的路程s=s1-s2=6.8m
车辆先后遇到超声波信号经历的时间为t=t0+=0.18s
车辆匀速行驶的速度v==37.8m/s。
61.(2019·龙东)平衡车作为一种新兴的代步工具,深得年轻人的喜欢,小华最近购入一台平衡车,他仔细阅读此款平衡车的说明书,主要参数如下:
(1)小华的质量为60kg,当他站立在平衡车上静止时,车轮与水平地面的接触总面积为4×10﹣3m2,则此时平衡车对水平地面的压强有多大?
(2)小华家距公园1.6km,他骑行此款平衡车以最高车速从家到公园,需要多长时间?
(3)若平衡车正常工作时,发动机提供的牵引力为180N,则小华以最高车速从家行驶到公园,牵引力的功率为多少?(假设小华从家到公园做匀速直线运动)
【解析】(1)该车静止时对水平地面的压力:
F=G总=(m1+m2)g=(60kg+12kg)×10N/kg=720N,
对水平地面的压强:p===1.8×105Pa;
(2)由v=可得,以最高车速从家到公园,需要的时间t===0.1h;
(3)最高车速v=16km/h=16×m/s=m/s,
牵引力的功率P===Fv=180N×m/s=800W。
答:(1)此时平衡车对水平地面的压强有1.8×105Pa;(2)他骑行此款平衡车以最高车速从家到公园,需要0.1h时间;(3)牵引力的功率为800W。
五、综合题
62.(2021·山西中考真题)货车超载容易造成交通隐患,所以交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t。请你说出货车超载带来的一个危害,并应用所学的物理知识解释其原因。
【解析】货车超载,对路面的压力变大,根据 SKIPIF 1 < 0 ,在车轮对地面压力的受力面积一定的情况下,货车对地面的压力变大,货车对路面的压强就会变大,容易压坏路面或减小路面使用年限。
63.(2021·广东深圳市)熊猫公交是深圳引进的一款人工智能自动驾驶客车,在行驶的过程中,车上的乘客几乎感受不到颠簸和急刹。同时,熊猫公交采用独创的手脉识别技术,其工作流程如下图甲所示,其系统采用近红外线采集手脉特征,采用非接触的形式采集手部皮肤以下三毫米的血咏特征,然后进行生物比对。
有人对坐熊猫公交车坐着不颠簸的原因提出了以下几个猜想:
猜想:①驾驶速度;②熊猫公交车中座椅的高度;③座椅的软硬程度;
某兴趣小组做如下探究实验。用相同的力把2个相同的湿篮球,分别在硬板凳和软沙发垫上按压,硬板凳和软沙发上出现了如图乙、内所示的水渍;
(1)本实验验证了上面的猜想________;图乙和丙中水渍较小的是印在_______(选填“硬板凳"或“软沙发垫”)上,本实验采用的实验方法是________;
(2)若采用400 N的压力按压在接触面积为0.04 m2的硬板凳面上,其压强为_______Pa;
(3)手脉识别技术彩用的红外线属于________;
A.电磁波 B.超声波
(4)使用红外线的好处是________。
【答案】③;硬板凳;控制变量法;l×104Pa;A;见解析。
【解析】(1)[1][3]由控制变量法知道,“用相同的力把2个相同的湿篮球,分别在硬板凳和软沙发垫上按压” 验证的猜想是:座椅的软硬程度是否影响颠簸,即③。
[2]由于用相同的力作用在2个相同的湿篮球,所以,篮球与软沙发垫接触面积大,形成的水渍就较大,故水渍较小的是印在硬板凳上。
(2)[4]由 SKIPIF 1 < 0 知道,作用在硬板凳面上的压强
SKIPIF 1 < 0
(3)[5]根据题意知道,其系统采用近红外线采集手脉特征,红外线属于电磁波,故A正确。
(4)[6]使用红外线的好处是可以避免无效电源的损耗,也不会有任何辐射,不会对人体造成伤害。
考点二:液体压强
一、选择题
1.(2021·湖北中考真题)如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )。
A.一样大B.甲最小C.乙最小D.丙最小
【答案】B。
【解析】三个容器内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,容器底面积相同,所以三种液体体积:V甲>V乙>V丙;容器对桌面的压强相等,容器底面积相同,所以桌面受压力相等,而F=G,三个容器质量相同(容器重相同),根据压强公式p= SKIPIF 1 < 0 ,所以三种液体重相同即质量相同,由三种液体的体积关系和质量关系,根据密度公式 SKIPIF 1 < 0 可知, SKIPIF 1 < 0 甲< SKIPIF 1 < 0 乙<ρ丙;因为三种液体的液面在同一水平面上,所以h相同,由液体压强公式p= SKIPIF 1 < 0 gh可知,p甲
2.(2021·宁夏中考真题)对图中各现象的物理原理分析错误的是( )。
A.甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水,水又重新沸腾,说明液体的沸点随气压降低而升高;
B.乙图中地漏利用连通器原理防止异味;
C.丙图中盆景自动供水装置中瓶内的水不能流下来是因为瓶外气压大于瓶内的气压;
D.丁图中由于汽车外形上凸下平,快速行驶时对地面的压力会比静止时小
【答案】A。
【解析】A.浇上冷水,气压变低,水又重新沸腾,说明液体的沸点随气压降低而降低,A错误,故A符合题意;
B.地漏利用连通器原理防止异味,利用水封是正确的,故B不符合题意;
C.瓶内的水不能流下来是因为瓶外气压大于瓶内的气压是正确的,故C不符合题意;
D.汽车外形上凸下平,快速行驶时,上方流速大,压强小,会产生向上的升力,故对地面的压力会比静止时小,故D不符合题意。故选A。
3.(2021·海南中考真题)如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( )。
A.液体的重力B.液体的体积
C.液体的深度D.液体的密度
【答案】C。
【解析】液体压强和液体的密度以及深度有关,向细管里只灌了几杯水,液体密度不变,由于管很细,所以木桶所处的深度深,所以木桶被压裂,这个实验研究的是液体压强和深度的关系。故选C。
4.(2021·黑龙江中考真题)两个相同的烧杯 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 中分别盛有两种不同液体,将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中,当两小球静止时所处位置如图所示,且两烧杯中液面相平,液体对烧杯底部的压强 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,它们的大小关系是( )。
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D.无法确定
【答案】A。
【解析】由图可知,A烧杯中小球漂浮,B烧杯中小球悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,因为A烧杯中小球漂浮,所以
SKIPIF 1 < 0 A> SKIPIF 1 < 0 球
因为B烧杯中小球悬浮,所以 SKIPIF 1 < 0 B= SKIPIF 1 < 0 球
则两种液体的密度大小关系是: SKIPIF 1 < 0 A> SKIPIF 1 < 0 B
因为两容器液面等高,根据液体压强计算公式 p= SKIPIF 1 < 0 gh,可得液体对容器底部的压强大小关系为 SKIPIF 1 < 0
故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
5.(2021·北京中考真题)甲、乙两支完全相同的试管,分別装有质量相等韵液体。甲试管内液体的密度为 SKIPIF 1 < 0 ,乙试管内液体的密度为 SKIPIF 1 < 0 。将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直。乙试管倾斜,静止时。两试管内液面相平,液面距离桌面的高度为 SKIPIF 1 < 0 ,如图所示。液体对甲。乙两试管底的压强分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,则下列判断中正确的是( )。
A. SKIPIF 1 < 0 < SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 < SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 < SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 > SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 > SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 > SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0
【答案】C。
【解析】两试管中液体质量相同,乙试管中液体体积较大,由密度公式 SKIPIF 1 < 0 可知,乙试管液体密度较小;两试管中液体深度相同,由液体压强公式 SKIPIF 1 < 0 可知,乙试管底部所受压强较小,故ABD错误,C正确。故选C。
6.(2021·青海中考真题)如图所示,将质量相等的水,分别倒入放在水平桌面上的两个形状不同、底面积相等的容器中,则水对容器底部产生的压强和压力正确的是( )。
A.p甲>p乙 F甲>F乙B.p甲
C.p甲>p乙 F甲=F乙D.p甲=p乙 F甲=F乙
【答案】B。
【解析】水对容器底的压力由容器底正上方的那一段水柱产生,甲容器底受到的压力小于容器中水的重力,乙容器底受到的压力大于容器中水的重力,然而两容器中水的质量相等,重力 SKIPIF 1 < 0 ,所以容器中水的重力也相等,所以甲容器底受到的水的压力小于乙容器底受到的水的压力。容器底受到的压强 SKIPIF 1 < 0 ,两容器底面积相同,甲容器底受到的压力小,所以水对甲容器底的压强小于水对乙容器底的压强。故ACD错误,B正确。故选B。
7.(2021·河南中考真题)如图,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横截面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )。
A.左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等;
B.左、右两侧液体对容器底的压力相等;
C.左侧液体的密度小于右侧液体的密度;
D.容器中左、右两侧液体的质量相等
【答案】ABC。
【解析】A.橡皮膜容易发生形变,通过橡皮膜的形变来判断容器两侧压强的大小,两侧受到压强不同时,会向压强小的一侧凸起,已知当左右两边分别注入两种不同的液体时,橡皮膜的形状没有发生改变,则橡皮膜左右两边受到液体的压强相等,故A正确;
B.由p= SKIPIF 1 < 0 可得F=pS,S相同,则橡皮膜左右两边受到液体的压力相等,故B正确;
C.由A可知,橡皮膜左右两边受到液体的压强相等,由图可知,h左 SKIPIF 1 < 0 h右,根据 p= SKIPIF 1 < 0 gh可得,容器左边液体的密度小于右边液体的密度,故C正确;
D.由C可知, SKIPIF 1 < 0 左 SKIPIF 1 < 0 右,因为m= SKIPIF 1 < 0 V= SKIPIF 1 < 0 Sh,2S左=S右,h左 SKIPIF 1 < 0 h右,故不能判断容器中左、右两侧液体的质量相等,故D错误。故选ABC。
8.(2020·湖南常德)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体.下列说法正确的是( )。
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有③和④
【答案】D。
【解析】①容器质量相等,容器内的液体质量也相等,所以总重相等,即容器对桌面的压力相等:F甲=F乙,故①错误;
②液体的质量相等,由图知,乙容器越往上,口径越大,所以乙中液体体积大,根据 SKIPIF 1 < 0 可知,乙的密度小,故ρ甲>ρ乙,故②错误;
③因为ρ甲>ρ乙,且液面相平,根据 SKIPIF 1 < 0 可知,液体对容器底部的压强为:p甲>p乙,故③正确;
④总重相等,容器的底面积相等,根据 SKIPIF 1 < 0 得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故④正确;故选D。
9.(2020·天津)水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器,容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,木块直立在水中且与容器底接触(部分露出水面),如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零,则( )。
A. 放入木块前水对容器底的压强为 SKIPIF 1 < 0 ;
B. 放入木块后水对容器底的压强为 SKIPIF 1 < 0 ;
C. 木块所受的重力为 SKIPIF 1 < 0 ;
D. 木块所受的重力为 SKIPIF 1 < 0
【答案】AD。
【解析】A.放入木块前,对容器底部的压力等于水所受的重力,由 SKIPIF 1 < 0 可得,水对容器底部的压强: SKIPIF 1 < 0 ;故A符合题意;
B.放入木块前,容器中水的深度为: SKIPIF 1 < 0 ①
设放入木块后容器中水的深度为h,因木块对容器底的压力刚好为零,故木块刚好漂浮于水面上,则木块受到的浮力等于木块所受的重力,由阿基米德原理知,木块所受浮力等于木块排开水所受的重力,即: SKIPIF 1 < 0
则: SKIPIF 1 < 0 ②
联立①②解得,放入木块后水的深度: SKIPIF 1 < 0
则放入木块后,水对容器底部的压强为: SKIPIF 1 < 0
故B不符合题意;
CD.由 SKIPIF 1 < 0
可得木块所受的重力: SKIPIF 1 < 0
故C不符合题意,D符合题意。故选AD。
10.(2020·衡阳)三个完全相同的圆柱形容器,内装质量相等的水。将体积相同、材料不同的正方体物体a、b、c分别放入三个容器的水中,静止后如图所示(无水溢出)。对下列各物理量关系判断正确的有( )。
A.三个物体密度:ρa>ρb>ρc;
B.三个物体底部受到水的压力:Fa<Fb<Fc;
C.三个容器底部受到水的压强:pa<pb<pc;
D.三个容器对水平桌面的压强:p'a=p'b=p'c
【答案】BC。
【解析】A、由图知,物体排开水的体积关系为:Va<Vb<Vc,因为F浮=ρ水V排g,
所以三个物体受到水的浮力关系为:Fa<Fb<Fc;
由图可知:a、b漂浮,c悬浮,根据物体的浮沉条件可得:F浮=G,
G=mg=ρvg,物体的体积相同,故ρa<ρb<ρc,故A错误;
B、根据浮力产生的原因知,Fa<Fb<Fc,故B正确;
C、由题可知,原来三个容器内水的深度是相同的,而放入物体后,物体排开水的体积关系为:Va<Vb<Vc,可知,a的深度最小,c的深度最大,p=ρgh可知,三个容器底部受到水的压强:pa<pb<pc,故C正确;
D、物体的体积相同,ρa<ρb<ρc,故Ga<Gb<Gc,水的质量相同,重力也相同,容器对水平桌面的压力等于总重力,故Fa<Fb<Fc,根据p=知,p'a<p'b<p'c,故D错误。故选:BC。
11.(2019·河南)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )。
【答案】A。
【解析】由题意知,两容器中装有同种液体且液面向平,则液体的密度相同,深度也相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙;
又因为容器底面积相等,根据F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲=F乙;故A正确,BCD错误。故选A。
二、填空题
12.(2021·广西贵港市)据央广网报道,2021年3月31日18:00,当日最后一艘满载货物的船舶驶向粤港澳大湾区,标志着位于广西桂平市的大藤峡船闸试通航满一年。这不仅加速推进了航道改造升级,也带动了相关产业的高质量发展。船闸应用了______原理。2020年9月6日18时许,经过综合调度,建设中的广西大藤峡水利枢纽工程水库水位首次达到52米高程,这是大藤峡工程全面完工前允许运行的最高水位,此时水对坝底的压强为______Pa。(g取10N/kg, SKIPIF 1 < 0 =1.0×103kg/m3)
【答案】连通器; SKIPIF 1 < 0 。
【解析】[1]船闸是底部连通,静止时,上部分的液面相平的原理工作的,故运用的是连通器原理。
[2] 此时水对坝底的压强为 SKIPIF 1 < 0
水对坝底的压强为 SKIPIF 1 < 0 。
13.(2021·甘肃兰州市)生产和生活中处处蕴含着物理知识,人们利用_______原理在水坝上修筑了船闸;注射器吸取药液时,药液是在_______的作用下进入注射器的。
【答案】连通器;大气压。
【解析】[1]船闸工作过程中,闸室分别跟上游和下游形成连通器,用来调节水面落差。
[2]将活塞推置针筒的下端时,将针筒内的空气排出,再向上提起活塞时,针筒内的体积增大,压强减小,药液在外界大气压的作用下被压入注射器内。
14.(2021·湖南张家界市)中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度约10.9km,创造了中国载人深潜的新纪录,在此深度处潜水器受到的压强为 ______Pa,“奋斗者”号在深海下潜的过程中,所受浮力的大小 ______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(假设海水的密度不变取ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】1.09×108;不变。
【解析】[1]海水深度h=10.9km=10900m
潜水器受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10900km=1.09×108Pa
[2]“奋斗者”号在深海下潜的过程中,由于海水的密度不变,潜水器的体积不变,排开水的重力不变,浮力大小不变。
15.(2021·湖北中考真题)如图所示,圆柱形容器A和B放在水平桌面上,A容器中盛有50cm深的酒精,B容器中盛有30cm深的水,A、B容器的底面积分别为100cm2和300cm2,则A容器中酒精的质量为___________kg(ρ酒精=0.8g/cm3)。从A、B容器中分别取出质量均为m的酒精和水,剩余酒精和水对各自容器底部的压强分别为pA和pB,当质量m的范围为___________时,才能使pA
A容器中酒精的质量为 SKIPIF 1 < 0
[2]B容器中水的体积是 SKIPIF 1 < 0
B容器中水的质量为 SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 可知,酒精的重力是40N,水的重力是90N。
圆柱形容器A和B放在水平桌面上,则液体对容器底部的压强
SKIPIF 1 < 0
由题意pA
因为酒精的总质量为4kg,故m的范围是1.5kg
【答案】500;1400。
【解析】[1]水对瓶底的压强p= SKIPIF 1 < 0 水gh=1.0×103kg/m3 SKIPIF 1 < 0 10N//kg SKIPIF 1 < 0 5 SKIPIF 1 < 0 10-2m SKIPIF 1 < 0 500Pa
[2]由题可知,平底烧瓶内水的体积V水=300ml=300cm3=3 SKIPIF 1 < 0 10-4m3
瓶和水的总重G总=G瓶+G水=m瓶g+ SKIPIF 1 < 0 水gV水=0.12kg SKIPIF 1 < 0 +1.0×103kg/m3 SKIPIF 1 < 0 10N/kg SKIPIF 1 < 0 3 SKIPIF 1 < 0 10-4m3=4.2N
烧瓶对桌面的压力F=G总=4.2N
烧瓶对桌面的压强p= SKIPIF 1 < 0 1400Pa。
17.(2021·湖北十堰市)如图甲为阴阳壶,壶把上开有两孔,可同时盛装两种液体,图乙为该壶的结构示意图,使用时,若捂住甲孔,则倒出的是 ______,这是由于 ______的作用。该壶的设计遵循了 ______原理。
【答案】乙液体;大气压;连通器。
【解析】[1][2]使用时,阴阳壶倾斜,两种液体都向下运动,若捂住甲孔,甲液体在大气压的作用下不能倒出;而乙孔右侧壶内与外界空气相通,乙液体在重力作用下就可流出来。
[3]该壶的壶嘴和壶身上端开口、下端相连,所以该壶的设计遵循了连通器原理。
18.(2021·湖南郴州市)如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8 SKIPIF 1 < 0 103kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强P随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=_______cm,上、下两部分横截面积之比S1:S2=_______。(g取10N/kg)
【答案】15;1∶4。
【解析】[1] 阀门打开前液体的深度
SKIPIF 1 < 0
[2]当t=10s时,此时容器底部受到液体的压强p为400Pa,则此时的深度为
SKIPIF 1 < 0
设水排出的速度为v,则0~10s排出水的体积为10v,那么10~20s内排出水的体积为20v,则可以根据体积列等式 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
两等式相除 SKIPIF 1 < 0
经整理可知 SKIPIF 1 < 0
故上、下两部分横截面积之比S1∶S2=1∶4。
19.(2021·山东菏泽市)压强知识在生活中有广泛的应用:船闸是利用________的原理来工作的;墨水被吸进钢笔是由于___________的作用。
【答案】连通器;大气压。
【解析】[1]河流的上、中、下游都开口,当船闸打开时,上、中、下游相连通,因此船闸利用的是连通器原理。
[2]按压钢笔笔管时,笔管中空气被排除,笔管内气压小于外界大气压,在大气压的作用下,墨水被挤进笔管中。
20.(2021·湖南怀化市)工程师把三峡水电站水库大坝设计成上窄下宽的形状,是因为水的深度越深,压强越______,(选填“大”或“小”)。当水库水深为100m时,坝底受到的水的压强是______Pa(已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )。
【答案】大;1.0×106。
【解析】[1]根据液体内部压强的特点,液体内部压强与液体密度和液体深度有关,液体深度越大,压强越大。
[2]水深为100m时,坝底受到的水的压强为
SKIPIF 1 < 0
21.(2021·四川广安市)我国自主研制的“奋斗号”深潜器可以下潜到马里亚纳海沟深处。“奋斗号”在下潜时,受到海水的压强会随下潜深度增加而_______(选填“增大”“减小”或“不变”),当“奋斗号”下潜到10000m深度时,其1 SKIPIF 1 < 0 的表面受到海水的压力约为_______N(海水密度约为 SKIPIF 1 < 0 ,g取10 SKIPIF 1 < 0 )。
【答案】增大; SKIPIF 1 < 0 。
【解析】[1]根据p=ρgh,受到海水的压强会随下潜深度增加而增大。
[2]压强为 SKIPIF 1 < 0
其1 SKIPIF 1 < 0 的表面受到海水的压力约为
SKIPIF 1 < 0
22.(2021·江苏苏州市)如图,两个质量相等的圆柱形杯子甲、乙放置于水平桌面上,杯底与桌面的接触面积之比为1:2,装入一定量的水后杯子对桌面的压强均为p0。将乙杯中水全部倒入甲杯中放回原处后,甲杯对桌面的压强p1_______(>/=/<)2p0,乙杯对桌面的压强p2_______(>/=/<) SKIPIF 1 < 0 。
【答案】>;<。
【解析】[1]甲乙容器质量相等,甲乙容器与桌面接触面积之比为1:2,甲对桌面压强为 SKIPIF 1 < 0
乙对桌面压强为 SKIPIF 1 < 0
乙中水重 SKIPIF 1 < 0
将乙中水倒入甲中后,甲对桌面压强为
SKIPIF 1 < 0
[2]甲乙容器质量相等,甲对桌面压强为 SKIPIF 1 < 0
乙倒完水后对桌面压强为 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
因此乙杯对桌面的压强p2< SKIPIF 1 < 0 p0。
23.(2021·天津中考真题)图所示是一个盆景自动供水装置,由于______的作用,瓶中的水不会全部流掉而有部分保留在瓶中;锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上(如图所示),此做法主要利用了锤头具有______。
【答案】大气压;惯性。
【解析】[1]开始由于大气压的作用,瓶内的水不会流出来,当水面下降露出瓶口时,有一部分空气进入瓶中,使一部分水流出瓶口来浸没瓶口,瓶内的水又会在大气压的作用下不再流出。
[2]锤头和锤柄原来一起运动,锤柄因撞击而静止,而锤头由于惯性还要保持原来的运动状态,就紧套在锤柄上了。
24.(2021·四川泸州市)2000多年前的《愚经》就记载了小孔成像的实验,小孔成像成的是______(选填“倒立”或“正立”)的实像。湖北随州曾侯乙基出土的战国时期的编钟大小不同,钟的大小决定其______(选填“音调”“响度””或“音色”)的高低。1293年,元代水利工程专家郭守敬在通惠河上建立了24座船闸,使运粮船可逆流而上,船闸是利用______原理工作的。
【答案】倒立;音调;连通器。
【解析】[1]小孔成像的原理是因为光在同种均匀介质中沿直线传播,光透过小孔到达光屏时,在光屏上成倒立的实像。
[2]音调、响度和音色是声音的三大特性,音调由发声体振动时的频率决定,响度由发声体振动时的振幅决定,音色主要取决于发声体的材料和结构等。编钟大小不同,敲击时振动的频率就不同,发出的声音的音调就不同。
[3]船闸工作时,闸室和上下游构成上端开口,下端连通的连通器,液体不流动时液面相平,便于船只上下往来,所以船闸是利用连通器原理工作的。
25.(2020·宁夏)负压鱼缸是宁夏科技馆的一件展品,如图甲所示,其纵截面示意图如图乙所示,整个鱼缸只有投料口与大气相通,鱼缸内高于投料口水面以上的水不能从投料口流出,是因为受到_______作用,水对鱼缸底部的压强P=_______(深度用图乙中的相关字母表示,水的密度用 SKIPIF 1 < 0 表示)。
【答案】(1)大气压;(2)ρ水gH。
【解析】[1]负压鱼缸内的压强低于外部大气压强,所以鱼缸内高于投料口水面以上的水不能从投料口流出。
[2]水对鱼缸底部的压强:P=ρ水gH。
26.(2020·江苏泰州)如图是学校的防疫消毒壶,壶和消毒液总重为18N,壶底与水平桌面的接触面积为10cm2,则壶对桌面的压强为__________Pa。值日生按要求喷洒部分消毒液后,将消毒壶放回原处,此时消毒波对壶底的压强将__________(选填“变大”、“不变”或“变小”),这是因为液体压强与液体的__________有关。
【答案】(1)18000;(2)变小;(3)深度。
【解析】壶对桌面的压强为: SKIPIF 1 < 0
值日生按要求喷洒部分消毒液后,壶中消毒液的液面将会下降,由于液体压强与液体的深度有关,由 SKIPIF 1 < 0 可知,此时消毒液对壶底的压强将变小。
27.(2020·重庆B)甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体,放置在水平桌面上,沿水平方向切去上部分,剩余部分对桌面的压强p与切去部分高度h的关系如图所示,已知甲的密度为4.0×103kg/m3,则圆柱体甲的高度为________cm。当切去的高度为12cm,将各自切去部分放置在另一个圆柱体的剩余部分的上表面时,甲剩余部分和乙切去部分的组合体对桌面的压强为p1,乙剩余部分和甲切去部分的组合体对桌面的压强为p2,且p1:p2=3:2,则甲乙圆柱体的底面积之比为________。
【答案】(1)20;(2)9:4。
【解析】由题意可知,甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体,所以甲对水平桌面的压强: SKIPIF 1 < 0
由图可知,当甲切去的高度为零时,甲对水平桌面的压强为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 得,圆柱体甲的高度为: SKIPIF 1 < 0
由图可知,乙切去30cm后对水平桌面的压强为零,可知圆柱体乙的高度为30cm;当甲和乙切去的高度为零时,甲和乙对水平桌面的压强分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,则有
SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0
当切去的高度为 SKIPIF 1 < 0 ,将各自切去部分放置在另一个圆柱体的剩余部分的上表面时
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由题意 SKIPIF 1 < 0 ,则有
SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 ,化简得: SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 (舍去)或 SKIPIF 1 < 0 ,即甲乙圆柱体的底面积之比为 SKIPIF 1 < 0 。
28.(2020·四川遂宁)三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽,坝伡高185m,最大蓄水深度175m,坝体建有多个泄洪深孔,每个泄洪深孔大小为63m2,通过开启闸门泄洪,蓄满水时深孔距水面平均深度30m,则每个泄洪深孔的闸门受到水的压力是———— N(g=10N/kg)。
【分析】由题知,蓄满水时深孔距水面平均深度30m,根据液体压强计算公式p=ρgh求出泄洪深孔处的压强;然后根据压强的变形公式F=pS求出每个泄洪深孔的闸门受到水的压力。
【解答】解:
蓄满水时泄洪深孔处受到水的平均压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa。
由公式p=得,每个泄洪深孔的闸门受到水的压力:
F=pS=3×105Pa×63m2=1.89×107N。
故答案为:1.89×107。
三、实验题
29.(2021·宁夏中考真题)如图所示,在“探究液体内部压强”的实验中:
(1)图A所示压强计在使用前,需观察U形管两边液面是否相平,要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法:_______。实验中通过_________显示液体内部压强的大小。
(2)某同学实验的情形如图B、C、D所示。
①比较图B和图C可以探究的问题是___________。
②保持探头在水中的深度不变,改变它的方向如图C、D所示,根据实验现象可以初步得出结论:_________。
(3)该同学在实验过程中发现:在同种液体内部同一深度处,使用不同的压强计,U形管两侧液面的高度差不完全相同。他认为可能与探头橡皮膜安装的松紧有关。请你设计实验证明他的观点_________。。
【答案】用大拇指轻压橡皮膜,若U形管液面有高度差,则气密性良好;U形管液面有高度差;同种液体,液体压强与深度的关系;在同种液体内部同一深度处,各个方向压强相等;两个相同的压强计,一个橡皮膜比较松,一个比较紧,同时伸入同一种液体,同一深度,观察两压强计U形管液面高度差的区别。
【解析】(1)[1][2]用大拇指轻压橡皮膜,若U形管液面有高度差,则气密性良好;U形管液面有高度差,高度差越大,液体内部压强越大。
(2)[3][4]图B和图C深度不同,故探究的是同种液体,液体压强与深度的关系;如图C、D所示,同种液体,水中的深度不变,U形管液面有高度差相同,故结论为在同种液体内部同一深度处,各个方向压强相等。
(3)[5]变量为橡皮膜安装的松紧程度,两个相同的压强计,一个橡皮膜比较松,一个比较紧,同时伸入同一种液体,同一深度,观察两压强计U形管液面高度差的区别。
30.(2021·四川攀枝花市)某物理小组在“研究液体内部的压强”实验时,想知道液体对容器底部的压强增加量Δp液及容器对水平面的压强增加量Δp容与哪些因素有关,他们选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中(水深大于小球直径,且水不溢出),如图所示,测出水对容器底部的压强增加量Δp液及容器对水平面的压强增加量Δp容,得到的实验数据如下表中实验序号1~5所示。
(1)本实验设计所用到的实验方法是下列中的______。
A.控制变量法 B.转换法 C.等效替代法 D.理想模型法
(2)分析比较表中实验序号1~5中的数据及相关条件可知:当ρ球______ρ水(选填“>”、“<”、“=”、“≥”、“≤”)时,Δp液=Δp容。
(3)分析比较表中实验序号1~5中的数据及相关条件可知:Δp液与ρ球______(选填“成正比”、“成反比”或“无关”)。
(4)他们仅改变液体种类,利用上述实验器材重复了实验,得到数据如上表中实验序号6~10所示。据此可知该液体的密度ρ液=______kg/m3。
【答案】A;≤;无关;.1×103kg/m3。
【解析】(1)[1] 研究液体内部的压强的实验中,想知道液体对容器底部的压强增加量Δp液及容器对水平面的压强增加量Δp容与哪些因素有关,他们选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中(水深大于小球直径,且水不溢出),如图所示,测出水对容器底部的压强增加量Δp液及容器对水平面的压强增加量Δp容,可知此实验采用的是控制变量法,故BCD不符合题意,A符合题意。故选A。
(2)[2]比较表中实验序号1~3中的数据可知,当Δp液=Δp容时,ρ球≤ρ水。
(3)[3]分析比较表中实验序号1、2、3中的数据可知,ρ球≤ρ液时,球的密度增加量为Δp球=0.2×103kg/m3,Δp水的变化量为98Pa,Δp液随ρ球的增大而增大,由数据3、4、5可知,当ρ球>ρ液时,Δp液随ρ球的增大而保持不变,故Δp液与ρ球无关。
(4)[4] 由数据1~5可知,ρ球>ρ液时,Δp液与ρ球无关,即球的密度大于液体的密度时,Δp液随ρ球的增大而保持不变,ρ球≤ρ液时,Δp液与ρ球成正比,若液体的密度为ρ液=1.2×103kg/m3,时,Δp液应该是
SKIPIF 1 < 0
说明液体的密度小于1.2×103kg/m3,所以液体的密度为
SKIPIF 1 < 0 。
31.(2021·湖南常德市)如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 ______的大小;
(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明 ______;
(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ______;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 ______有关;
(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 ______Pa。
【答案】液体压强;装置气密性不好;相等;液体密度;500。
【解析】(1)[1]压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映液体压强的大小,液体压强越大,液面高度差越大。
(2)[2]U形管中的液面高度差不变,说明装置气密性不好,橡皮膜所受的压强不能通过橡胶管内的空气传递到U形管内,液体出现液面高度差。
(3)[3] 乙、丙、丁图的结果,U型管内液面柱高度相同,在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
(4)[4] 比较丁图和戊图,深度相同,但是密度不同,U形管内液面高度差不同,故液体的压强还与液体密度有关。
(5)[5] 压强计所测之处的液体压强是
SKIPIF 1 < 0
压强计所测之处的液体压强是 SKIPIF 1 < 0 。
32.(2021·江苏泰州市)小明为探究“影响液体内部压强的因素”,进行了如下实验:
(1)如图甲,小明用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计_________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜________(选填“各个方向”、“上方”或“下方”)的水对它的压强。
(3)由乙、丙两图可知:深度相同时,液体的密度_________,压强越大。
【答案】不漏气;上方;越大。
【解析】(1)[1]用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,说明能够正确测量压强,说明装置不漏气。
(2)[2]压强计显示的是橡皮膜面的压强,所以是上方的水对它的压强。
(3)[3]由乙、丙两图可知,同一深度,丙密度大,压强计两边液面差大,说明深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
33.(2021·浙江衢州市)图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。
(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线OO′在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象______(填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;
(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究:
I.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。
Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。
Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。
Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。
V.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。
①小科重新设计实验想探究的问题是______;
②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是______。
【答案】不能;研究液体压强与深度的关系;可乐瓶中的水面下降一定的高度。
【解析】(1)[1]因水与容器壁一起转动且保持相对静止,故只能说明水对容器某一方向有压强,故上述操作及现象不能作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据。
(2)①[2]小孔喷水距离可能与小孔离地高度有关,已知 3个不同位置相同的小孔在可乐瓶的同一高度,先后从3个不同位置相同的小孔让水喷出,故喷水时液体的深度不同,小科重新设计实验想探究的问题是研究液体压强与深度的关系。
②[3]本实验中控制小孔离地高度相同,研究液体压强与深度的关系,需要改变孔所在位置的深度,因此“一段时间”的要求是可乐瓶中的水面下降一定高度。
34.(2021·浙江宁波市)水对容器侧壁有压强,水从小孔水平射出的速度与哪些因素有关?
(提出猜想)
水从小孔水平射出的速度可能与小孔在水中的深度有关。
(查阅资料和思考)
如图甲所示,h表示小孔在水中的深度,v表示水流从小孔水平射出的速度,H表示小孔到桌面的高度,s表示水流射程(小孔到落点的水平距离)。查阅资料可知,当H一定时,s随v的增大而增大。
要研究v和h的关系,由于v无法直接测量,转为研究s、H、h的关系。
(实验步骤)
①将容器置于木块上,如图乙所示。
②堵住三个小孔,往容器中加入适量的水。记录h和H。
③打开小孔,同时测量并记录从三个小孔水平射出的水流射程s。
④换高度不同的本块,重复步骤①-③。
(实验数据及分析)
(1)分析表中数据可知,当小孔在水中的深度h一定时,水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而______(填“增大”或“减小”);
(2)采用控制变量的方法,通过比较实验序号为______的三组数据,可以得出:水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关;
(3)小宁再分别用食盐水和酒精替换水进行实验,目的是为了探究液体从小孔水平射出的速度v是否与_______有关。
【答案】增大;1、5、9;液体密度。
【解析】(1)[1]由第1、4、7(或2、5、8或3、6、9)次实验可知,当小孔在水中的深度h一定时,小孔距桌面的高度H越大,水流射程s越大。故可得当小孔在水中的深度h一定时,水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而增大。
(2)[2]因为射程与水流射出的速度和距地面的高度有关,所以在探究水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h之间的关系时,应保持H相同,又因为射程s随水流射出的速度增大而增大,由第1、5、9次实验可知,当H一定时,小孔在水中的深度h越大,水流射程s越大,即水从小孔水平射出的速度v越大,故水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关。
(3)[3]小宁再分别用食盐水和酒精替换水进行实验,只改变液体的种类,其它条件不变,目的是为了探究液体从小孔水平射出的速度v是否与液体密度有关。
35.(2021·重庆中考真题)2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用_______(选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计_______(选填“是”或“不是”)连通器。
(2)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而_______;比较乙,丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度_______(选填“有关”或“无关”)。
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时每平方米的舱体受到的海水压力为_______N(取 SKIPIF 1 < 0 海水=1.03×103kg/m3),相当于质量为_______t的物体受到的重力。
(4)若图丁的实验中U形管左右两侧水面的高度差为5cm,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为_______Pa;在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将_______(选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
【答案】薄;不是;增大;有关;1.03×108;1.03×107;500;增大。
【解析】(1)[1]在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显。
[2压强计一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器。
(2)[3]比较图乙、丙两次实验可知,液体的密度不变,探头的深度不同,且探头的深度越大,U形管两边液面的高度差越大,可得同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
[4]比较乙,丁两次实验,探头在液体中的深度相同,U形管中液面的高度差不同,说明液体的密度不同,可见在同一深度,液体压强与液体的密度有关。
(3)[5]“奋斗者”号深潜到10000m时受到海水产生的压强
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa
每平方米的舱体受到的海水压力F=pS=1.03×108Pa×1m2=1.03×108N
[6]物体的质量 SKIPIF 1 < 0 =1.03×107kg
(4)[7]橡皮管内气体的压强与大气压之差约为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
[8]由图乙可知,金属盒下降的深度和U形管两侧液面的高度差相同,由于U形管内装有水,由p=ρgh可知容器内液体是水,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),金属盒在水中的深度增大,压强增大。
四、计算题
36.(2021·甘肃兰州市)如图所示,质量为120g的平底烧瓶内装有 SKIPIF 1 < 0 的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积为 SKIPIF 1 < 0 ,测得水的深度为 SKIPIF 1 < 0 ,已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 。求:
(1)水对烧瓶底部的压强;
(2)烧瓶对水平桌面的压力;
(3)烧瓶对水平桌面的压强。
【答案】(1)500Pa;(2)4.2N;(3)1400Pa。
【解析】(1)水对烧瓶底部的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
(2)水的质量m水=ρ水V=1×103kg/m3×300×10-6m3=0.3kg
烧瓶对水平桌面的压力F=G总=(m水+m瓶)g=(0.3kg+0.12kg)×10N/kg=4.2N
(3)烧瓶对水平桌面的压强 SKIPIF 1 < 0 =1400Pa。
答:(1)水对烧瓶底部的压强是500Pa;(2)烧瓶对水平桌面的压力是4.2N;(3)烧瓶对水平桌面的压强是1400Pa。
37.(2021·黑龙江中考真题)如图所示,一杯茶放置在水平桌面上,空杯的质量为 SKIPIF 1 < 0 ,其底面积为 SKIPIF 1 < 0 ,茶水的质量为 SKIPIF 1 < 0 ,茶水的深度为 SKIPIF 1 < 0 (茶水密度约为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 取 SKIPIF 1 < 0 ,杯壁厚度不计)。求:
(1)茶水对杯底的压强。
(2)茶水对杯底的压力。
(3)茶杯对水平桌面的压强。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 ;(3) SKIPIF 1 < 0 。
【解析】(1)茶水的深度为 SKIPIF 1 < 0 ,茶水对杯底的压强为
SKIPIF 1 < 0
(2)根据 SKIPIF 1 < 0 ,茶水对杯底的压力 SKIPIF 1 < 0
(3)茶杯对水平桌面的压强为固体产生的压强,将茶杯和水看做一个整体,其对桌面的压力等于其重力
SKIPIF 1 < 0
茶杯对水平桌面的压强 SKIPIF 1 < 0 。
答:(1)茶水对杯底的压强为 SKIPIF 1 < 0 ;(2)茶水对杯底的压力为 SKIPIF 1 < 0 ;(3)茶杯对水平桌面的压强为 SKIPIF 1 < 0 。
38.(2020·四川成都)如图所示,实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C,三者高度均为H=10cm,都放置在水平桌面上。容器B内装有油,容器C内装有水,相关数据如下表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,常数g取10N/kg。
(1)求A的底面积;
(2)若将A竖直缓慢放入B内,释放后静止时,求油对容器底部的压强;
(3)若将A竖直缓慢放人C内,释放并稳定后,再将A竖直向上缓慢提升0.5cm,求静止时水对容器底部的压力。
【答案】(1)15cm2;(2)360Pa;(3)1.7N。
【解析】(1)由密度公式可知: SKIPIF 1 < 0
则A的底面积为: SKIPIF 1 < 0
(2)由密度公式可知, SKIPIF 1 < 0
则B的底面积为: SKIPIF 1 < 0
由于A的密度小于油,假设将A竖直缓慢放入B内释放后静止时沉底,则液面上升后的高度为: SKIPIF 1 < 0
故A所受的浮力为:
SKIPIF 1 < 0
而A的重力为: SKIPIF 1 < 0
故A沉底的条件成立,此时油对容器底部的压强为:
SKIPIF 1 < 0
(3)由密度公式可知, SKIPIF 1 < 0
则C的底面积为: SKIPIF 1 < 0
由于A的密度小于水,假设将A竖直缓慢放入C内释放后静止时沉底,则液面上升后的高度为: SKIPIF 1 < 0
故A所受浮力为:
SKIPIF 1 < 0
而A的重力为: SKIPIF 1 < 0
故A沉底的条件不成立,应漂浮,此时, SKIPIF 1 < 0
则静止时A浸入的深度为: SKIPIF 1 < 0
此时, SKIPIF 1 < 0
物体A距容器底的高度为:
SKIPIF 1 < 0
由于C的高度为H=10cm,则水溢出体积为:
SKIPIF 1 < 0
C中剩余水的体积为: SKIPIF 1 < 0
再将A竖直向上缓慢提升0.5cm后, SKIPIF 1 < 0
则: SKIPIF 1 < 0
即静止时水的深度为: SKIPIF 1 < 0
则水对容器底部的压力为:
SKIPIF 1 < 0
答:(1)A的底面积为15cm2;(2)若将A竖直缓慢放入B内,释放后静止时,油对容器底部的压强为360Pa;(3)若将A竖直缓慢放人C内,释放并稳定后,再将A竖直向上缓慢提升0.5cm,静止时水对容器底部的压力为1.7N。
39.(2019·邵阳)如图所示,一平底热水壶,其质量为0.5kg,内底面积为180cm2.有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上,测得壶中水深15cm,初温20℃.请你通过计算回答:
(1)此时水和热水壶的总质量是多少?
(2)加热前水对壶底的压强多大?
(3)在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收多少热量?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),g=10N/kg]
【解析】(1)水的体积:V水=1.5L=1.5×10﹣3m3,
根据ρ可得水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg;
则水和热水壶的总质量:m=m壶+m水=0.5kg+1.5kg=2kg;
(2)水深h=15cm=0.15m,
则壶底受到水的压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(3)1标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)=5.04×105J;
答:(1)此时水和热水壶的总质量是2kg;(2)加热前水对壶底的压强为1.5×103Pa;(3)在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收5.04×105J热量。
考点三:大气压强
一、选择题
1.(2021·贵州安顺市)玻璃杯中装有半杯水,用一硬纸片盖住杯口,小心地将杯子倒置于水平位置保持静止,纸片与水均被大气压稳稳地托住(如图所示),这样就成功地用半杯水演示了“覆杯实验”。若不考虑纸片的重力,关于这一实验下列分析正确的是( )。
A.左侧杯壁对水的作用力方向向左;
B.大气对纸片的压强等于水因重力对纸片产生的压强;
C.杯中水面上方的气压等于外界大气压;
D.水受到的重力小于纸片对水的支持力
【答案】D。
【解析】A.因为液体具有流动性,所以左侧杯壁受到液体的压力向左,根据物体间力的作用是相互的,水受到杯壁的压力向右,故A错误;
B C.对硬纸板,受到向上的大气压强,向下的液体压强和杯内气体产生的压强,大气对纸片的压强等于水因重力对纸片产生的压强加上杯内气体的压强,故B错误,C错误;
D.对杯中的水进行受力分析,水受到竖直向上的支持力,竖直向下的重力和杯内气体的压力,因为杯中的水静止,所以支持力等于重力加上气体压力,因此水受到的重力小于纸片对水的支持力,故D正确。故选D。
2.(2021·内蒙古中考真题)下列事例中,利用大气压原理工作的是( )。
A.三峡船闸B.拖拉机的履带又宽又大
C.用塑料吸管吸饮料D.用注射器注射新冠疫苗到人体内
【答案】C。
【解析】A.三峡船闸的闸室和上下游构成连通器,是利用连通器原理来工作,故A不符合题意;
B.拖拉机的履带又宽又大是为了增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.用塑料吸管喝饮料时,大气压强把饮料压入口中,故C符合题意;
D.用注射器注射新冠疫苗到人体内是推力将药液注入体内的,故D不符合题意。故选C。
3.(2021·湖南常德市)下列关于大气压的描述,错误的是( )。
A.1标准大气压值约为105Pa;
B.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大;
C.利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大,沸点越高;
D.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为水把纸片粘住了
【答案】D。
【解析】A.1标准大气压值为1.013×105Pa,约为105Pa,故A正确,A不符合题意;
B.马德堡半球实验是用几匹马才能拉开相扣的半球,相扣的半球内用抽气机抽气,外界大气压紧紧压住相扣的半球,因此可以证明了大气压的存在且很大,故B正确,B不符合题意;
C.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高,因此利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大,沸点越高,故C正确,C不符合题意;
D.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为大气压力托住的,故D错误,D符合题意。故选D。
4.(2021·福建中考真题)下列关于水沸腾时的说法正确的是( )。
A.继续加热,水温不断升高B.继续加热,沸点不断升高
C.气泡上升过程中体积变大D.气泡上升过程中压强不变
【答案】C。
【解析】AB.沸腾过程中,吸收热量,温度不变,沸点和气压有关,气压没变,所以沸点不变,故AB错误;
CD.气泡上升过程中深度变小压强变小,所以沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐增大,故C正确,D错误。故选C。
5.(2021·山东东营市)下列现象不能说明大气压强存在的是( )。
A.同种液体橡皮膜向左凸出;
B.水“悬空”在塑料管中;
C.用吸管喝饮料;
D.吸盘被压在光滑墙壁上
【答案】A。
【解析】A.橡皮膜左右两侧液体的密度相同,而深度不同,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体的深度有关,与大气压无关,故A符合题意;
B.纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故B不合题意;
C.用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,上升通过吸管进入口中,利用了大气压的作用,故C不合题意;
D.使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,这是应用大气压,故D不合题意。故选A。
6.(2021·湖南郴州市)如图所示是个自制气压计。下列说法正确的是( )。
A.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐上升;
B.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压;
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压;
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
【答案】A。
【解析】ABC.自制气压计是靠瓶内气体的压强支撑水柱,瓶内气压大于外界大气压,水柱就上升,相反水柱就下降。带着它登山的过程中,高度在升高,大气压会随高度的增加而减小,外界大气压变小,瓶内气压大于外界大气压,瓶内气压会进一步向外压水柱,所以水柱将会升高。故A正确,BC错误;
D.气压支持水柱的高度与玻璃管的粗细无关,选用更粗的玻璃管对提高气压计测量精度没有意义,故D错误。故选A。
7.(2021·湖南长沙市)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )。
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升;
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降;
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小;
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
【答案】A。
【解析】A.甲图中水银柱产生的压强,就是大气压强,大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,压强就越大,故A正确;
B.乙图中大气压变小时,由于瓶内气压大于外界大气压,玻璃管内的液面会上升,故B错误;
C.由于气压随高度的升高而减小,把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定大,故C错误;
D.因为玻璃瓶内外气压不等,乙装置更能大概显示气压随高度变化的情况,不能准确地测量出大气压的值,故D错误。故选A。
8.(2021·湖北宜昌市)下列与压强有关的生产生活实例的说法,不正确的是( )。
A.三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大;
B.飞机能够腾空而起是因为机翼上下表面气体的流速不同产生向上的升力;
C.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越大;
D.用真空吸盘搬运沉重的钢板是利用大气压来完成的
【答案】C。
【解析】A.液体深度越深压强越大,三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大,大坝做的宽耐压,故A正确,不符合题意;
B.飞机能够腾空而起是因为机翼上表面空气流速大,压强小,下表面气体的流速小,压强大,从而使飞机产生向上的升力,故B正确,不符合题意;
C.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低,用高压锅可以提高水的沸点,从而把食物煮熟,故C错误,符合题意;
D.用真空吸盘搬运沉重的钢板时,由于吸盘内是真空,外界的大气压把钢板牢牢地压在吸盘上,是利用大气压来完成的,故D正确,不符合题意。故选C。
9.(2021·湖北随州市)同学们梳理了教材中与压强知识相关的现象及应用,如图所示,其中分析正确的是( )。
A.图甲:对着B管吹气,A管内液柱升高,说明空气流速越大的地方压强越大;
B.图乙:用吸管吸饮料时需要用力吸,说明人的吸力改变了大气压强;
C.图丙:U形“反水弯“中两侧的液面相平,说明两侧液体压强大小相同;
D.将图的器材从山顶移到山脚,管内液柱逐渐下降,说明外界气压变小
【答案】C。
【解析】A.对着B管吹气,A管内液柱升高,说明空气流速越大的地方压强越小,故A错误;
B.用吸管吸饮料时需要用力吸,说明人吸走管内的空气,外界大气压把饮料压进人的嘴里,没有改变大气压的值,故B错误;
C.U形“反水弯“中两侧的液面相平,利用的是连通器原理,两侧液体压强大小是相同,故C正确;
D.海拔越高,气压越小,将图的器材从山顶移到山脚,瓶内气压大于外界大气压,管内液柱逐渐上升,说明外界气压变小,此时管内液柱下降,说明外界气压变大,故D错误。故选C。
10.(2021·四川成都市)如图所示的情景中,下列说法正确的是( )。
A.市民积极接种疫苗,用注射器将药液注入肌肉时利用了大气压;
B.塑料挂钩的吸盘能贴在玻璃表面,是因为吸盘对玻璃有吸引力;
C.测量成都各地气压值,青城山顶峰大气压比天府广场大气压低;
D.用真空采血管抽血,血液流入管中时,管内气压高于人体血压
【答案】C。
【解析】A.用注射器将药液注入肌肉时,利用了力可以改变物体的运动状态,故A错误;
B.塑料挂钩的吸盘能贴在玻璃表面,是因为大气压的作用,而不是吸盘的吸力,故B错误;
C.高度越高,气压越低,所以青城山顶峰大气压比天府广场大气压低,故C正确;
D.用真空采血管抽血,血液流入管中时,管内气压要低于人体血压,故D错误。故选C。
11.(2021·山东枣庄市)下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )。
A.吸饮料; B.拔火罐;
C.高压锅煮饭;D.吸盘紧贴在墙面
【答案】C。
【解析】吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的,而高压锅是根据气压越高沸点越高来工作的。故选C。
12.(2021·浙江衢州市)如图所示,用吸管吸饮料,让饮料进入口中的力是( )
A.大气压力B.饮料的重力
C.手握玻璃杯的力D.玻璃杯对饮料的支持力
【答案】A。
【解析】A.用吸管吸饮料时,先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,在外界大气压的作用下,汽水就被压进吸管里.故A说法正确;
B.饮料所受重力的方向是竖直向下,不是让饮料进入口中的力,故B说法错误;
C.手握玻璃杯的力和摩擦力是一对平衡力,是防止杯子掉落的力,C说法错误;
D.玻璃杯对饮料的支持力是饮料重力引起的,不是让饮料进入口中的力,D说法错误。
13.(2020·四川成都)图所示的现象中,没有利用大气压的是( )。
A. “吸盘”挂钩贴竖直墙面上;
B. 用注射器将药液注入肌肉;
C. 用吸管将饮料“吸"入口中;
D. 用硬纸片“托住”杯中的水
【答案】B。
【解析】A.吸盘挂钩是靠空气压力固定的,把吸盘里的空气压出来,靠大气压力固定,故A不符合题意;
B.用注射器将药液注入肌肉,是靠手的推力而不是大气压,故B符合题意;
C.用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管,故C不符合题意;
D.因为大气压对纸压力大于杯中水对纸的压力,所以水流不出来,故D不符合题意。
故选B。
14.(2020·四川南充)关于气体压强,下列说法错误的是( )。
A. 做托里拆利实验时,若将玻璃管由竖直变倾斜,管中水银柱的长度不变;
B. 能用吸管将杯中饮料吸进嘴里,是利用了大气压强;
C. 一标准大气压可托起约10.3m高的水柱;
D. 高空飞行的大型客机,机翼上方空气流速大、压强小
【答案】A。
【解析】A.托里拆利实验中,玻璃管倾斜后,长度会随着变大,管内水银增多,但水银柱的高度不变,故A错误,符合题意;
B.用吸管将杯中的饮料吸入口中,是吸走了管中的空气,使气压减小,在外界大气压的作用下将饮料压入口中;故B正确,不符合题意;
C.1标准大气压的值是1.01×105Pa,由p=ρgh可得1标准大气压支持的水柱高为
h= SKIPIF 1 < 0 ≈10.3m
故C正确,不符合题意;
D.由流体压强和流速的关系可知,飞机飞行过程中,机翼上方空气流速大,向下的压强小,故D正确,不符合题意。故选A。
15.(2020·衡阳)下列现象不是利用大气压的是( )。
A.活塞式抽水机B. 盆景自动供水装置
C. 茶壶D. 吸饮料
【答案】C。
【解析】A、活塞式抽水机工作时,是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,利用了大气压。故A不合题意;
B、盆景的自动给水装置上端不开口,底部虽然相互连通,它是利用大气压来工作的。故B不合题意;
C、茶壶的壶盖上有小孔,壶嘴上端有口,壶身和壶嘴底部相连通,是连通器,故C符合题意;
D、用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,上升通过吸管进入口中,利用了大气压。故D不合题意。故选:C。
二、填空题
15.(2021·贵州中考真题)彤彤用自制的气压计去梵净山探究海拔对气压的影响,测得山脚气压如图甲,此时瓶内外气压差为______Pa;再将此装置移到梵净山山顶,玻璃管中水柱高度将______(选填“上升”、“下降”或“不变”),同行的诗诗用B管水平向A管管口吹气(如图乙),A管中水柱升高,是由于______。(g=l0N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】1000;上升;流速快,压强小。
【解析】[1]由图,瓶内外液面高度差为 SKIPIF 1 < 0
内外气压关系为 SKIPIF 1 < 0
内外气压差为 SKIPIF 1 < 0
代入数据 SKIPIF 1 < 0
[2]将此装置移到梵净山山顶,瓶外气压减小,瓶内外气压差增大,液柱高度增加,即液面上升。
[3]用B管水平向A管管口吹气,A管管口处气流速度加快,压强减小,大气压将液体压入管内,使A管中水柱升高。
17.(2021·湖南常德市)如图把一根饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,用力吹气,可以看到A管中的水会向上冒出管口,这是因为B管与A管相接处空气流速 ______,压强 ______,杯中的水在外界大气压的作用下沿A管上升。
【答案】增大;减小。
【解析】[1][2]根据流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,A管的上端,用力吹气,此处的空气流速大,压强小。
18.(2021·江苏扬州市)如图,向两个乒乓球中间打气,会看到两个乒乓球______ (填“分开”或“靠近”);用注射器吸入无水酒精,是利用了______ ,再将活塞推至针筒的底端,然后用橡皮帽封住小孔,小孔内还留有少量酒精,沿针筒轴线方向向外拉动活塞一段距离,保持静止,此时,液态酒精消失是______现象,不计活塞与针筒的摩擦以及活塞自重,大气对活塞的压力______拉力(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】靠近;大气压;汽化;大于。
【解析】[1]向两个乒乓球中间打气,两个乒乓球中间气流速度变大,由于流体流速越大的位置压强越小,两个乒乓球会受到向内的压强差作用,所以会看到两个乒乓球靠近。
[2]用注射器吸入无水酒精,注射器内的气压小于外界大气压,在大气压作用下,无水酒精被压入注射器内。
[3]再将活塞推至针筒的底端,用橡皮帽封住小孔,此时注射内是密封的,沿针筒轴线方向向外拉动活塞丙保持静止,注射器内气压减小,酒精由液态变为气态,这是酒精汽化的过程。
[4]此时注射器内有酒精蒸气,有一定的气压,不计活塞与针筒的摩擦以及活塞自重,拉力大小等于外界大气对活塞的压力与内部酒精蒸气气压对活塞的压力之差,故大气对活塞的压力大于拉力。
19.(2021·云南中考真题)新冠肺炎疫情中使用负压救护车救治和转运感染者,“负压”就是通过技术手段使车内气压______外界气压,使新鲜空气流入车内,而车内被污染的空气通过无害化处理后排出,最大限度地减少医护人员与病人交叉感染。救护车疾驰而过,以路旁的树木为参照物,医护人员和患者都是______的。
【答案】小于;运动。
【解析】[1]“负压”使车内气压小于外界气压,所以空气在自由流动时只能由车外流向车内,车内空气通过过滤消毒排到车外,在救治和转运传染病等特殊疾病时可以最大限度地减少医务人员交叉感染的机率。
[2]以路旁的树木为参照物,医护人员和患者的位置改变了,是运动的。
20.(2021·安徽中考真题)在某星球表面,物体所受重力与质量的比值约为3.8N/kg,大气压约为760Pa。假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,水的密度为1.0×103kg/m3,则经实验测出的h约为______m。
【答案】0.2。
【解析】水的高度为 SKIPIF 1 < 0 。
21.(2021·重庆中考真题)“沿洄划转如旋风,半侧船头水花没”,这是描写船过漩涡时,漩涡中心流速大,中心的水压___________(选填“大于”或“小于”)周围的水压而造成的惊险情景;峨眉山顶“煮米不成饭”,是因为峨眉山顶气压___________(选填“高”或“低”),水的沸点低造成的。
【答案】小于;低。
【解析】[1]流体流速大的地方压强小,船过漩涡时,漩涡中心流速大,压强小,中心的水压小于周围的水压。
[2]因为海拔越高,气压越低,所以峨眉山上的大气压比平原上的要低;又因为液体沸点随液面上气压的减小而降低,所以在峨眉山顶水的沸点低于100℃,在峨眉山顶用普通锅煮饭,往往不熟。
22.(2021·江苏苏州市)如图是小明利用V=2mL的注射器,弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出______的长度l为10cm,即可算出活塞横截面积为______cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p=______Pa;
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为 SKIPIF 1 < 0 ,则大气压值 SKIPIF 1 < 0 ______(用题中出现的物理量符号表示);
(4)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值______(偏大/偏小/不变)。
【答案】注射器刻度部分;0.2; SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 ;偏小。
【解析】(1)[1][2]利用刻度尺测量出注射器刻度部分的长度,活塞横截面积
SKIPIF 1 < 0
(2)[3]当注射器的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,大气对活塞水的压力等于弹簧测力计的示数,测得大气压值
SKIPIF 1 < 0
(3)[4]水平向右缓慢拉动注射器筒时,当活塞开始滑动时,活塞相对于筒壁向左运动,摩擦力的方向向右,设大气对活塞的压力为F0,则 SKIPIF 1 < 0 ①
小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为 SKIPIF 1 < 0 ,活塞相对于筒壁向右运动,摩擦力的方向向左,则 SKIPIF 1 < 0 ②
由①②可得 SKIPIF 1 < 0
大气压值 SKIPIF 1 < 0
(4)[5]实验时若筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,由 SKIPIF 1 < 0 可知,导致测量的大气压值偏小。
23.(2021·山东潍坊市)一同学从实验室借来带密封条的玻璃罩、抽气泵等器材,分别进行了下列探究,请你根据观察到的实验现象,选择“变大”、“变小”或“不变”填入空格中。
(1)将图甲所示正在响铃的闹钟放入玻璃罩内,抽走罩内气体,闹铃的声音________;
(2)将图乙所示盛有少量热水的烧杯放入玻璃罩内,抽走罩内气体,杯内的水沸腾,杯内水的温度值________;
(3)将图丙所示的装置放入玻璃罩内,抽走罩内气体,试管内外水面的高度差________。
【答案】变小;不变;变小。
【解析】(1)[1]声音的传播需要介质,将玻璃围罩内的空气抽走,闹钟的响铃将变小。
(2)[2]抽走罩内空气,杯内热水将会沸腾,这是因为液体的沸点受到大气压的影响,抽走罩内空气,罩内气压变小,水的沸点变低,即使是较低温度的热水也开始沸腾了,而在这个过程中,水的温度不变。
(3)[3]图丙所示装置是托里折利实验,试管内外水面高度差与管外大气压有关,将罩内气体抽走,则罩内气压减小,试管内水面会往下降,即高度差会变小。
24.(2021·上海中考真题)小明在高海拔地区旅行,发现鸡蛋煮不熟,查阅资料发现煮鸡蛋需要达到一定温度,水温达到沸点后温度在不断提升,不同气压下沸点不同,以下是气压和温度之间的关系。
(1) 气压和沸点的关系______
(2) 说明鸡蛋煮不熟的原因______
(3)在高原上想要快速煮熟鸡蛋需要:______
A.耐烧的锅
B.比热容大的锅
C.内部气压高的锅
【答案】见解析;见解析;C。
【解析】(1)[1]由表中数据可知,同一地点,大气压越高,沸点就越高;大气压越低,沸点就越低。
(2)[2]高原大气压较低,水的沸点低,所以鸡蛋煮不熟。
(3)[3]AB.耐烧的锅和比热容大的锅不会提高水的沸点,不能使鸡蛋快速煮熟,故AB不符合题意;
C.内部气压高的锅,因为锅内气压大,水的沸点高,可以使鸡蛋快速煮熟,故C符合题意。故选C。
25.(2020·贵州黔南)某学习小组在研究大气压随海拔高度变化的情况时,查阅到如下资料∶
(1)从表格中的数据可以得出大气压强随海拔高度的增加而_______;
(2)海拔3 km处的大气压值与_________m高的水柱产生的压强相等;
(3)在海拔1km处,10 m2水面受到大气压力是_____N。
【答案】(1)减小;(2)7 ;(3)9×105。
【解析】(1)由表格数据可知,海拔越高大气压值越小,大气压强随海拔高度增加而减小。
(2)根据表格中的数据可知,海拔3km处的大气压值为70000Pa,根据p=ρgh可知,产生这么大压强的水柱的高度为: SKIPIF 1 < 0
(3)在海拔1km处的大气压为p'=90000Pa,则压力的大小为:
F=p'S=90000Pa×10m2=9×105N。
26.(2020·四川乐山)大气压随海拔高度的升高而______(选填“增大”、“减小”或“不变”),小娟同学拿着自制气压计从峨眉山脚的报国寺爬到山上的金顶时,发现玻璃管内水柱的高度h______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)减小;(2)增大。
【解析】高度越大,上方大气层的厚度越小,空气越稀薄。所以,高度越大,大气压越小。
瓶内的气体是封闭的。向上运动时,外界的气压减小,在里面气体压强的作用下,玻璃管内水柱会上升。
27.(2019·海南)用钢笔吸墨水是利用_______把墨水吸进橡皮管;用手拍打衣服使灰尘与衣服分离,是利用灰尘具有_______。
【答案】大气压、惯性。
【解析】用钢笔吸墨水时,把橡皮管内的空气挤出,橡皮管内的气压变小,外部大气压便把墨水压进橡皮管;用手拍打衣服时,衣服受力位置发生了改变,但衣服上的灰尘由于惯性仍然要保持原来的位置,便与衣服分离开来。
三、综合题
28.(2021·吉林中考真题)如图所示,是什么的作用把塑料吸盘压在平滑墙壁上的?如果把塑料吸盘中间戳个小孔,会发生什么现象?
【答案】大气压;吸盘会脱落。
【解析】塑料吸盘被压在平滑墙壁上,是因为吸盘上的大气压将其压住了,因为吸盘与平滑墙壁紧密接触,两者间的空气几乎没有了,而吸盘外的大气压较大,于是把吸盘压紧在墙壁上。
反塑料吸盘中间戳个小孔,吸盘与墙壁间进入空气,则吸盘内外大气压相等,吸盘受到重力会由墙壁脱落。
29.(2021·黑龙江中考真题)物理学是一门十分有趣的科学,课堂上老师让同学们观察了这样一个有趣的实验,如图所示:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾;迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,则烧瓶中的水会发生什么现象?并解释发生这种现象的原因。
【解析】会观察到烧瓶中的水又重新沸腾了起来。水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,这时烧瓶中部分水蒸气液化,烧瓶中气压变低,水的沸点也随之变低,低于烧瓶中水的温度,烧瓶中的水便能吸收热量继续沸腾了。
30.(2021·浙江丽水市)创意改变生活,如图是自带吸管的玻璃杯,杯中装有水小科用手掌封住杯口,通过玻璃吸管不容易“吸”到水;移开手后,能轻松“吸”到水。请回答:
(1)小科能轻松“吸”到水是利用了___________:
(2)图中A点的压强_______B点的压强(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)装有水的玻璃杯总质量为0.28千克,放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为4平方厘米,此时杯子对桌面的压强为多少?(______)
【答案】大气压;等于;7000Pa。
【解析】(1)[1]小科吸水时,吸管内气压减小,管外大气压将杯内水压入吸管,进入口中。
(2)[2]由图,AB两点深度相同,液体密度相同,根据液体压强特点,两点压强相等。
(3)[3]装有水的玻璃杯总质量为0.28千克,放置在水平桌面上,对桌面压力等于重力为 SKIPIF 1 < 0
杯底与桌面的接触面积为4平方厘米,此时杯子对桌面的压强
SKIPIF 1 < 0 。
考点四:流体压强与流速关系
一、选择题
1.(2021·四川攀枝花市)下列各图所示的情境中,利用了“流体压强与流速的关系”原理的是( )。
A.图甲所示飞机机翼形状,可以产生升力;
B.图乙所示水库堤坝设计成上窄下宽;
C.图丙所示地漏存水杯可以隔离下水道异味;
D.图丁所示用吸管喝饮料
【答案】A。
【解析】A.如图所示,飞机机翼的形状是上端凸出,上端的流速大,压强小,下端的流速小压强大,上下表面的压强差的方向是向上的,所以会产生向上的升力,故A符合题意;
B.水库堤坝设计成上窄下宽是根据液体的压强随深度的增大而增大,故B不符合题意;
C.地漏存水杯可以隔离下水道异味,利用的是连通器原理,故C不符合题意;
D.用吸管喝饮料利用的是大气压原理,故D不符合题意。故选A。
2.(2021·广西南宁市)下列实例中,不涉及流体压强与流速关系的是( )。
A.玻璃厂用吸盘搬运玻璃;
B.风沿窗外墙面吹过时,窗布飘向窗外;
C.风雨天打伞,伞面有时会向上翻;
D.列车驰过时,安全线内的人容易被吸向列车
【答案】A。
【解析】A. 吸盘能紧紧的贴在玻璃上是因为大气存在压强,故A符合题意;
B. 风沿窗外墙面吹过时,窗外空气流速大压强小,窗帘内外产生压强差,使窗帘受到向外的压力从而飘向窗外,故B不符合题意;
C. 风雨天打伞,伞面上方空气流速快压强小,伞面上下产生压强差,使伞面受到向上的压力从而上翻,故C不符合题意;
D. 列车驰过时,带动列车周围空气流速变大,压强变小,使安全线内的人身体前后产生压强差,使人受到向列车方向的压力从而被吸向列车,故D不符合题意。
故选A。
3.(2021·四川广安市)生活中处处有物理。下列说法不正确的是( )。
A.用吸管从瓶中吸牛奶利用了大气压强
B.茶壶、锅炉水位计利用了连通器的原理
C.高空拋物是违法行为,重物从高空下落时重力势能会转化为巨大的动能
D.动车进站时,旅客不能越过安全黄线,原因是流体中流速大的位置压强大
【答案】D。
【解析】A.当用吸管吸牛奶时,先吸走的是管中的空气,使管内变为真空,这时大气压就压着牛奶进入管中,从而进入人的嘴中,利用了大气压,故A正确,A不符合题意;
B.茶壶的壶身和壶嘴与大气连通,并且壶身和壶嘴的底部相连通,是连通器,在液体不流动时,壶嘴和壶身的液面相平,锅炉水位计的上端和锅炉本身的上端开口,底部相连通,是连通器,在液体不流动时,水位计的液面与锅炉内的水位相平,显示水位的高低,都是利用了连通器的原理,故B正确,B不符合题意;
C.高空拋物是违法行为,重物从高空下落时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,即重力势能会转化为动能,故C正确,C不符合题意;
D.动车进站时,动车与黄线内的旅客间的流速大压强小,旅客外侧的流速小压强大,产生的压强差,容易将旅客压向动车,容易发生交通事故,所以旅客不能越过安全黄线,故D错误,D符合题意。故选D。
4.(2021·江苏苏州市)在下列几种航空器中,主要利用压强和流速的关系获得升力的是( )。
A.观光热气球B.民航客机
C.武装直升机D.运载火箭
【答案】B。
【解析】A.观光热气球利用了通过加热气球内的气体使热气球内空气的温度升高,密度减小,当密度小于热气球外空气的密度时热气球就会上浮,故A不符合题意;
B.飞机的机翼上凸下平,当空气流动时上表面流速快压强小,下表面流速慢压强大,产生了一个向上的压强差,所以飞机获得升力,故B符合题意;
C.直升飞机是利用螺旋桨(又称为“旋翼”)的运动对空气施加了一个向下的力,物体间力的作用是相互的,空气对螺旋桨施加了一个向上的力,所以,直升机的升力产生的原因和固定翼飞机是不同的,与流体的压强没有关系,故C不符合题意;
D.运载火箭靠燃气的反冲力获得升力,故D不符合题意。故选B。
5.(2021·湖南邵阳市)下列对“清风不识字,何必乱翻书”的解释最符合科学道理的是( )。
A.空气流速越慢的地方,气体压强越小B.气体压强随高度的增加而增大
C.气体压强随高度的增加而减小D.空气流速越快的地方,气体压强越小
【答案】D。
【解析】“清风不识字,何必乱翻书”指的是压强与空气流速的关系,而空气流速越慢的地方,气体压强越大;空气流速越快的地方,气体压强越小。书的上表面空气流速快,下表面空气流速慢,形成向上的压强差,使得书页翻了过来。故选D。
6.(2021·河北中考真题)图所示能够说明流体压强与流速关系的是( )。
A.拦河坝设计成上窄下宽;
B.向下吹气,乒乓球不下落;
C.用吸盘搬运玻璃;
D.站在安全线以外候车
【答案】BD。
【解析】A.因为液体的压强随深度的增加而增大,拦河坝设计成上窄下宽,会更好的保护拦河坝,故A不符合题意;
B.用漏斗向下吹气,乒乓球不落下,漏斗上方的空气流动速度变大,压强变小,故B符合题意;
C.用吸盘搬运玻璃,在使用吸盘时,吸盘内的空气会被抽出,大气压能把吸盘紧紧的压在玻璃上,故C不符合题意;
D.列车在行驶时,周围的空气流动速度变大,压强会变小,为了保护候车乘客的安全,需要站在安全线以外候车,故D符合题意。故选BD。
7.(2020·湖南常德)日常生活中,处处有物理。下列分析正确的是( )。
A. 鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力;
B. 利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大,沸点越低;
C. 飞机飞行时获得升力是利用了流体压强与流速的关系;
D. 短跑运动员冲过终点后,不能立刻停下,说明物体的速度越大则惯性越大
【答案】C。
【解析】A.鸡蛋碰石头,鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是一对相互作用力,所以两个力的大小相等,但石头的硬度大,所以没碎。故A错误;
B.高压锅煮食物时,高压锅内的气压大气于标准大气压,而气压越大,沸点越高,故B错误;
C.飞机飞行时,机翼上下方形状不同,则上下方的空气流速不同,压强不同,于是形成的一个向上的压力,故C正确;
D.短跑运动员冲过终点后,不能立刻停下,是因为运动员具有惯性,而惯性的大小只与物体的质量有关,故D错误。故选C。
8.(2020·江苏连云港)下列关于压力和压强的说法正确的是( )。
A. 重力大的物体产生的压力也大;
B. 大气对处于其中的物体都有压强;
C. 流体的流速越大,流体的压强越大;
D. 相同深度的液体对容器底部产生的压强相同
【答案】B。
【解析】A.重力大的物体产生的压力不一定也大,只有水平面上的物体,产生的压力等于其重力,故A错误;
B.空气有重力,并和液体一样具有流动性,所以空气对浸没在它里面的物体向各个方向都能产生压强,故B正确;
C.流体的流速越大,流体的压强越小,故C错误;
D.液体压强与液体的深度和液体的密度有关,相同深度的液体,如果液体的密度不同,液体对容器底部产生的压强不相同,故D错误。故选B。
9.(2020·黑龙江绥化)下列说法正确的是( )。
A.力只能改变物体的形状;
B.托里拆利实验证明了大气压的存在;
C.力是维持物体运动的原因;
D.流体中流速越大的位置,压强越小
【答案】D。
【解析】A、力能改变物体的形状和物体的运动状态,故A错误;
B、托里拆利实验测出了大气压的数值,故B错误;
C、力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,故C错误;
D、流体中流速越大的位置,压强越小,故D正确。故选:D。
10.(2020·德州)关于生活中的物理,下列说法正确的是( )。
A. 图甲中装满水的塑料管,倒置后纸片不会掉落,证明大气压强的存在;
B. 图乙中向两只纸片中间吹气,两纸片靠拢说明流速越大,压强越大;
C. 图丙中人提着滑板车在水平地面上前行,人的竖直拉力对滑板做功;
D. 图丁中人站在绝缘的木凳上,通电后不会触电
【答案】A。
【解析】A.盖在杯口的纸片能托住倒过来的一满杯水而不洒出,正是大气压支持着杯内的水不会流出来,故A正确;
B.向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越小,故B错误;
C.用力提着滑板在水平路面上前行,此过程中,滑板在拉力的方向上没有移动距离,拉力没有做功,故C错误;
D.人手分别握住火线和零线,则人体形成电路,身体内有电流,故会使人体触电,故D错误。
故选A。
11.(2020·广东)如图所示,不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )。
A. 图甲所示向两张纸中向吹气,纸张向中间靠拢;
B. 图乙所示用吸管吸饮料;
C. 图丙所示向B管吹气,A管中的水面上升;
D. 图丁所示飞机产生升力的原因
【答案】B。
【解析】A.图甲所示向两张纸中向吹气,两张纸中间的空气流动速度大,压强小,两张纸外侧空气流动速度小,压强大,从而产生向内的压强差,纸张向中间靠拢,故A不符合题意;
B.用吸管吸饮料时,吸管内的气压减小,小于外界大气压,在外界大气压的作用下,将饮料压入口中,这是利用大所压强的原理,故B符合题意;
C.图丙所示向B管吹气,A管上方空气流动速度大,从而使管内的气压小,在外界大气压作用下,将液体往上压,故C不符合题意;
D.在机翼的上表面空气流动速度大小,压强小;机翼的下表面空气流动速度小,压强大,产生一个向上的压强差,从而产生一个向上的压力差,使飞机获得升力,故D不符合题意。故选B。
12.(2020·自贡)如图所示,一辆轿车在平直公路上高速行驶时,其上、下表面相比较( )。
A. 轿车上表面空气流速小压强大B. 轿车上表面空气流速大压强小
C. 轿车下表面空气流速小压强小D. 轿车下表面空气流速大压强大
【答案】B。
【解析】轿车的形状为上凸下平,在平直公路上高速行驶时,轿车上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大。故选B。
13.(2019·武威)生活处处有物理,留心观察皆学问。下列生活中的现象及其解释正确的是( )。
A.啄木鸟的嘴很尖细,可以减小压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子;
B.打开高速行驶的大巴车车窗时,窗帘往外飘,是因为车外空气流速大,压强小;
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小;
D.珠穆朗玛峰顶的大气压强比兰州市地面的大气压强大
【答案】B。
【解析】A、啄木鸟的嘴很尖细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子,故A错误;
B、看到车上窗帘往外飘,是因为车外空气流速快压强小,车内空气流速慢压强大,从而产生向外的压力差,故B正确;
C、水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大,故C错误;
D、珠穆朗玛峰顶的高度大于兰州市地面的高度,海拔越高,气压越低,因此珠穆朗玛峰顶的大气压强比兰州市地面的大气压强小,故D错误。故选B。
14.(2019·河北)下列四幅图所呈现的情景中,主要利用了“流体流速越大,压强越小”这一原理的是( )。
【答案】D。
【解析】、潜水艇是通过改变自身重力实现浮沉的,其原理是浮力。故A错误;
B、火箭是利用力的作用的相互性实现升空的。故B错误;
C、磁悬浮列车的工作原理是:同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引。故C错误;
D、飞机飞行时,飞机的机翼上方突起,机翼上方空气流速大于下方空气流速,根据流体流速越大压强越小,机翼上方空气压强小于下方压强,飞机受到向上的升力作用。利用了“流体流速越大,压强越小”原理。故D正确。故选D。
15.(2019·武威)生活处处有物理,留心观察皆学问。下列生活中的现象及其解释正确的是( )。
A.啄木鸟的嘴很尖细,可以减小压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子;
B.打开高速行驶的大巴车车窗时,窗帘往外飘,是因为车外空气流速大,压强小;
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小;
D.珠穆朗玛峰顶的大气压强比兰州市地面的大气压强大
【答案】B。
【解析】A、啄木鸟的嘴很尖细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子,故A错误;
B、看到车上窗帘往外飘,是因为车外空气流速快压强小,车内空气流速慢压强大,从而产生向外的压力差,故B正确;
C、水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大,故C错误;
D、珠穆朗玛峰顶的高度大于兰州市地面的高度,海拔越高,气压越低,因此珠穆朗玛峰顶的大气压强比兰州市地面的大气压强小,故D错误。故选B。
16.(2019·邵阳)截至2017年底,我国高铁占世界高铁总量的66.3%,2019年中国高铁总里程将突破3万千米,高铁站台边缘一定距离的地方都标有安全线,人必须站到安全线以外区域候车,当有列车驶过时,如果人站到安全线以内,即使与车辆保持一定的距离,也是非常危险的,这是因为( )。
A.流体流速大的位置压强大;B.流体流速大的位置压强小;
C.流体流速小的位置压强小;D.流体压强大小与流速大小无关
【答案】B。
【解析】当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢;根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。故选B。
二、填空题
17.(2021·辽宁中考真题)如图是翼装运动员表演时的情景,翼装的形状与机翼相似,这是利用空气流速越快的位置______来获得升力。随着其高度的降低,大气压强将会变______。当运动员在空中匀速盘旋时,他受到的力为______(填“平衡力”或“非平衡力”)。
【答案】压强越小;大;非平衡力。
【解析】[1] 翼装上凸下平,利用流体流速大的位置压强小的知识,使翼装上方空气流速快压强小,从而获得向上的升力。
[2] 由于大气压是随着高度的增加而减小的,所以,随着其高度的降低,大气压强将变大。
[3] 当运动员在空中匀速盘旋时,运动方向不断发生变化,所以受到的力为非平衡力。
18.(2021·福建中考真题)我国南极泰山站采用轻质材料装配而成,为了避免被强横风吹动移位,支架上悬空部分结构特点如图,其上方空气的流速______下方的流速,上方的压强______下方的压强,使房屋更加牢固。
【答案】小于;大于。
【解析】[1][2]风刮过南极泰山站,站顶上方的空气流动速度小,压强大;站顶受到向上的压强小于向下的压强,受到向下的压力大于向上的压力,使整体更加稳固,使房屋更加牢固。
19.(2021·广东中考真题)唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速______、压强______,从而产生一个向______的力。
【答案】大;小;上。
【解析】[1][2][3]流体压强特点是流速快的地方压强小,当风大时,屋内空气不流动,而屋顶外空气流动速度快,因此屋内空气产生气压大,屋顶外空气气压小,屋顶受到一个向上的力,若这个力大于屋顶重力,则屋顶会被卷走。
20.(2021·海南中考真题)近期某地出现了龙卷风特殊天气,龙卷风内外存在巨大的压强差是由于其中心空气流速大,压强________,导致周边的物体被“吸入”龙卷风中心;某人用手机拍下龙卷风的照片,手机镜头相当于__________透镜。
【答案】小;凸。
【解析】[1]流体压强和流速的关系是:流速越快压强越小。
[2]手机镜头是凸透镜,成像利用了凸透镜成像规律。
21.(2021·江苏泰州市)乘客在动车站台候车时一定要站在警戒线以内,否则动车进站时,乘客易被“吸”向车身而造成伤害事故,这是因为流体的流速越大,压强越________;如图是进站后的动车静止在水平轨道上,此时它受到的重力和_________是一对平衡力。
【答案】小;轨道对车支持力。
【解析】[1]动车高速行驶时,动车周围的空气流速大压强小,乘客会被大气压压向动车。
[2]动车静止,竖直方向上车重力和铁轨对车支持力大小相等方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力。
22.(2021·甘肃武威市)我国国产大飞机鲲龙AG600,是目前全球在研的最大的水陆两栖飞机,我国拥有所有核心技术完全知识产权,该机于2021年3月4日完成灭火任务系统首次科研试飞。AC600可以通过在水面20秒的滑行,一次汲水12吨,汲水后飞机在空中匀速直线飞行时,向上的升力___________飞机总共的重力;飞行时机翼上方受到空气的压力___________下方受到空气的压力(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】等于;小于。
【解析】[1] 汲水后飞机在空中匀速直线飞行时,则不论是在水平方向还是竖直方向上,升力等于飞机所受的总重力,故填等于。
[2]由于飞机上方的空气流速大于下方,故机翼上方的压强小于下方压强,机翼上浮的压力小于飞机下方的压力。
23.(2021·浙江湖州市)暑假爸爸带小越去杭州游玩,晚上经高速公路开车返回,下车时小越发现车身两侧密密麻麻有很多死昆虫,这是因为车高速行驶时(模拟场景如图所示),A处空气流速比B处______(选填“大”或“小”),对昆虫的压强比B处小,昆虫被压向车身导致死亡。昆虫是动物中成员最多的大家族,也是唯一适应陆地飞行生活的无脊椎动物。在生物分类上昆虫属于______门。
【答案】大;节肢动物。
【解析】[1]距离汽车越近,周围的空气流速就越快,空气流速越大,压强越小,所以A处空气流速比B处大。
[2]昆虫属于节肢动物门。
24.(2021·云南中考真题)我国自主研发设计、制造的世界首台高温超导高速磁浮列车,设计时速620千米,合__________m/s(结果保留整数)。列车进站时,车体附近气体流速快,压强__________,为避免候车乘客被“吸”向列车,乘客必须站在安全线以外的区域候车。
【答案】172;小。
【解析】[1]时速620千米,即速度 SKIPIF 1 < 0
[2]列车进站时,带动汽车周围空气流速变快,流体流速越快的位置,压强越小,会使得站在轨道旁边的乘客身体前后产生压强差,使乘客受到向列车方向的力,所以为避免候车乘客被“吸”向列车,乘客必须站在安全线以外的区域候车。
25.(2021·浙江温州市)离瘪塑料袋的袋口一定距离向袋内吹气,塑料袋会鼓起(如图甲)。小明认为塑料袋中的气体都由口中吹出。为了验证猜想,他用瘪塑料袋做了如下实验:
①取口径相同、长度分别为30厘米、60厘米、90厘米的瘪塑料袋各两个,分别标为A1、A2,B1、B2和C1、C2。
②微微张开塑料袋A1的袋口,将袋口紧贴嘴(如图乙),将口中的气体一次性吹入袋中,直至人不能吹气时迅速扎紧袋口,塑料袋呈筒状(如图丙),过程中保证不漏气。用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
③微微张开塑料袋A2的袋口,将袋口距嘴10厘米,向袋内快速吹一口气,然后迅速扎紧袋口,用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
④换用塑料袋B1、B2和C1、C2,重复步骤②和③,获得结果如表所示。
(1)根据实验结果,可以否定小明猜想的实验组别是______。
(2)实验中,塑料袋C1中的气体并未充满,如何用刻度尺粗略测量并估算袋中气体体积在C1容积中的占比?______。
(3)说明“嘴距袋口10厘米吹气,能使塑料袋充满气体”的原因:______。
【答案】第2、3组;见解析;见解析。
【解析】(1)[1]由实验数据表格可知,第1组实验结果相同,均充满气体,无法否定小明猜想,第2、3组实验结果不同,可以否定小明猜想。
(2)[2]将袋内气体挤压到底部,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算出与袋子长度的比值。
(3)[3]吹出气体进入袋内,袋口内气体流速大于周围气体,气压小于外界气压,周围空气进入袋中。
26.(2021·江苏连云港市)在学习“流体压强与流速关系”后,同学们知道了当气流吹向机翼时,飞机会获得升力,并且在相同条件下,气体的流速越大,飞机获得的升力也越大。为了探究飞机获得的升力与其他因素的关系,研究人员利用3D打印机制作出大小不同的纸机翼模型进行风洞模拟实验,如图甲所示。用传感器测量相关数据,进行分析研究。
(1)研究人员利用控制变量法探究飞机获得的升力与机翼投影面积的关系时,实验数据如下表所示。①分析数据,你得出的初步结论是_________。②此实验选用三组不同的风速分别进行是为了________。
(2)通过上述信息分析可知:v1___________v2(选填“大于”或“小于”)。
(3)研究人员又探究了飞机获得的升力F与迎角α的关系,根据实验数据绘制的图像如图乙所示。分析图像,你得出的结论是___________。
【答案】见解析;寻找普遍规律,避免偶然性;大于;见解析。
【解析】(1)①[1]由实验数据可知,其它因素相同,机翼投影面积越大,飞机获得升力越大。
②[2]实验中为了寻找普遍规律,避免偶然性,选用三组不同的风速分别进行。
(2)[3]在相同条件下,气体的流速越大,飞机获得的升力也越大,由表中数据可知,机翼投影面积相同时F1>F2
所以v1>v2
(3)[4]由图乙可知,其它因素相同,飞机获得的升力随迎角增大先变大后变小。
27.(2020·江西)如图所示,是河水中的漩涡,漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较______,压强较______,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
【答案】(1)慢;(2)大。
【解析】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小,流速越小,压强越大,漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较慢,压强较大,从而形成指向漩涡中心的压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。
28.(2020·江苏泰州)吉利集团最先试验成功能飞的汽车,其两侧的装置类似飞机机翼(如图),展开后,当汽车高速行驶时,机翼上方的空气流速__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)下方的空气流速,机翼受到向上的压强__________(选填内容同上)向下的压强,使汽车能够起飞。
【答案】(1)大于;(2)大于。
【解析】机翼上方的空气流速比机翼下方的流速快,因此机翼上方气体压强小于机翼下方气体压强,即机翼受到向上的压强大于向下的压强,从而产生了升力,使汽车能够起飞。
29.(2020·山东聊城)如图所示,两只气球自由地悬挂在空中,下面两种方法都能使两气球靠拢:
方法一、向两气球中间吹气;这是因为在气体中,流速大的位置,压强______;
方法二、把丝绸摩擦过的玻璃棒放在两气球之间;这是因为玻璃棒摩擦后______,能吸引轻小物体。
【答案】(1)小;(2)带了电(荷)。
【解析】向两气球中间吹气,气球中间流速较大,压强较小,气球外侧流速较小,压强较大,气球在压强差的作用小向中间靠拢。
把丝绸摩擦过的玻璃棒放在两气球之间,玻璃棒摩擦后带了电(荷),因为带电体能吸引轻小物体,所以两气球靠拢。
30.(2020·四川乐山)如图所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中,流速越大的位置,压强______(选填“越大”、“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)越小;(2)减小。
【解析】所有流体(包括气体在内)都是流速大的位置,压强小。
当风速增大时,机翼模型受到的向上的升力增大。测力计的读数等于机翼的重力减去机翼受到的升力,而机翼的重力是不变的,所以,测力计读数会减小。
31.(2020·四川甘孜州)小海和同学们参加研学旅行,汽车在公路上快速行驶时,小海发现窗帘从打开的窗户向外飘,这是因为窗外的空气流速较大,压强_______( 选填“较大”或“较小");车行驶到山顶时,他发现密封的零食包装袋鼓起来了,这是因为山顶上的大气压比山脚下的大气压_______( 选填“大”或“小”)造成的。
【答案】(1)较小;(2)小。
【解析】小海发现窗帘从打开的窗户向外飘,这是因为窗外的空气流速较大,压强较小,车内空气流速小,压强大。
大气压随高度的增加而减小,故密封的零食包装袋鼓起来了,这是因为山顶上的大气压比山脚下的大气压小造成的。
32.(2019·湘潭)如图所示,高铁站的站台边沿标有黄色安全线提示乘客在候车时要站在安全范围内。一个重要的原因是,当高速列车通过时车体附近气体流速 ,压强 (均选填“大“或“小“)使乘客受到一个“推”向列车的力。
【答案】故答案为:大;小。
【解析】当高速列车通过时车体附近气体流速大,造成人和列车之间的空气流速大,压强小,人外侧的压强大,容易把人压向列车,容易出现交通事故,所以等候列车时站在安全性以内。
故答案为:大;小。
序号
考点
考点释义
备注
1
压强
压力压强的概念、压力的作用效果、增大和减小压强的方法
①理解分清压力和压强;②压力与重力的联系与区别;③求压强时受力面积的判断。
2
液体的压强
要知道液体内部有压强及其特点
3
大气压强
大气压强的存在、产生、相关现象的解释
大气压强生活中的应用
4
液体压强与流速的关系
流体压强与流速的关系,并用其解释有关现象
A.3.00×105Pa
B.3.75×105Pa
C.1.20×106Pa
D.1.50×106Pa
A.F甲=F乙,p甲=p乙
B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙
D.F甲>F乙,p甲>p乙
液体分类
水(ρ冰=1.0×103kg/m3)
未知液体(ρ液)
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ρ球(×103kg/m3)
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Δp水(帕)
294
392
490
490
490
294
392
490
539
539
Δp容(帕)
294
392
490
588
686
294
392
490
588
686
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
小孔
a
b
c
a
b
c
a
b
c
h/cm
10
20
30
10
20
30
10
20
30
H/cm
30
20
10
40
30
20
50
40
30
s/cm
35
41
35
40
49
50
45
58
59
圆柱体A
油
水
质量/g
90
54
120
密度/(g/cm3)
0.6
0.9
1
深度/cm
2
6
实验序号
大气压(kPa)
沸点(℃)
1
0.51
81
2
1.01
100
3
2.03
120
海拔高度/km
0
1
2
3
4
5
大气压/kPa
101
90
80
70
62
54
A. 潜水艇浮出水面
B. 火箭升空
C.磁悬浮列车“悬浮”飞行
D. C919大飞机升空
吹气方式
实验组别
第1组
第2组
第3组
嘴贴袋口吹气
A1中充满气体
B1中气体体积约占容积的1/2
C1中气体体积约占容积的1/3
嘴距袋口10厘米吹气
A2中充满气体
B2中充满气体
C2中充满气体
机翼投影面积S/m2
风速为v1时飞机获得的升力F1/N
风速为v2时飞机获得的升力F2/N
风速为v3时飞机获得的升力F3/N
0.01331
0.032
0.027
0.023
0.00998
0.023
0.021
0.017
0.00665
0.015
0.013
0.011
中考物理二轮专题复习专项二 压强、浮力综合(含解析): 这是一份中考物理二轮专题复习专项二 压强、浮力综合(含解析),共66页。试卷主要包含了2021年真题,2020年真题,2019年真题等内容,欢迎下载使用。
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